專利名稱：新型催化劑合成2，2－二甲氧基丙烷和甲酸甲酯的制作方法
一、發(fā)明專利技術(shù)背景DMP和MF是重要化工有機(jī)產(chǎn)品，用途廣泛。DMP合成方法有傳統(tǒng)的丙酮和甲醇直接法和間接法，即丙酮與多元醇(乙二醇、丙二醇、丙三醇等)縮合，再與甲醇反應(yīng)，上述兩種方法工藝復(fù)雜，設(shè)備投資大，反應(yīng)時間長，收率低，甲醇與丙酮產(chǎn)物形成共沸物，產(chǎn)物的分離純化困難。
MF合成方法有甲酸酯化法，工藝落后，設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，國外已被淘汰；甲醇羰基化法、脫氫法等五種方法，存在工藝復(fù)雜，投資大等缺點(diǎn)。
“精細(xì)化工中間體2001.10”報(bào)導(dǎo)，“TiO2/SO42-型固體酸催化合成DMP”，催化劑制備工藝復(fù)雜，成本高，使用過的催化劑再生需在有毒溶劑氯仿中回流1小時，然后高溫活化數(shù)小時后使用。
“化學(xué)試劑1996.06”報(bào)導(dǎo)，丙酮與甲醇合成DMP用強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂做催化劑，但工藝復(fù)雜，收率低(50％)，我們試驗(yàn)和有資料表明，不能達(dá)到DMP。受上述資料啟發(fā)，提出本發(fā)明的關(guān)鍵，采用強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂催化，用原甲酸三甲酯和丙酮合成DMP和MF，無上述缺點(diǎn)。由于MF沸點(diǎn)低，不便長途運(yùn)輸，聯(lián)產(chǎn)法生產(chǎn)MF適宜小規(guī)模生產(chǎn)，有一定優(yōu)勢。
二、發(fā)明專利內(nèi)容分催化劑制備、合成和精餾三部分。
(一)催化劑制備常用有大孔和強(qiáng)酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂，如D001FC，001×1，001×3，001×7等，按常規(guī)用鹽酸或硫酸進(jìn)行轉(zhuǎn)型處理后烘干備用。
(二)合成工藝合成反應(yīng)式根據(jù)上述資料固體酸“TiO2/SO42-催化是丙酮滴入原甲酸三甲酯(簡稱原酯)中，我們發(fā)現(xiàn)收率較低，這是因?yàn)樵ポ^丙酮不穩(wěn)定，我們發(fā)現(xiàn)原酯滴入丙酮中反加料法，收率高。
原酯價格高于丙酮，丙酮過量有利原酯充分反應(yīng)，為了充分利用精餾中沸物(丙酮含量約40％)，本發(fā)明在反應(yīng)時套用中沸物，反應(yīng)結(jié)束后，用少量中沸物洗催化劑，減少催化劑夾帶產(chǎn)物。
反應(yīng)是放熱反應(yīng)需降溫，降溫也有利于減少低沸點(diǎn)MP的損失和物料的聚合副反應(yīng)的發(fā)生。一般反應(yīng)溫度在0℃至室溫即可。
滴加原酯時間一般0.5-1小時，可根據(jù)放熱降溫情況決定，加料完畢，反應(yīng)時間1-2小時，反應(yīng)結(jié)束，例如色譜跟蹤分析反應(yīng)1小時和80分鐘，原酯由0.265％降至0.084％，反應(yīng)結(jié)束后，傾出反應(yīng)液，加極少量的堿進(jìn)行精餾。
催化劑不經(jīng)處理便可進(jìn)行第二次催化反應(yīng)，由于催化劑有上批物料，精餾時套用上批高沸物，所以收率較前批高，反應(yīng)液為無色，套用第三、四次反應(yīng)液略帶顏色，收率有所降低。
(三)精餾按常規(guī)進(jìn)行精餾，收集沸程31.5-34.5℃為低沸MF，34.5-78.5℃為中沸物套用，78.5-81.5℃為正沸DMP產(chǎn)物，高沸物套用后集中回收產(chǎn)物和原料。
三具體實(shí)施例方式
例1采用工業(yè)原料，在磨口瓶中，加5克催化劑和78ml丙酮(61.6g)15ml中沸物，開動攪拌，降溫滴加原酯110ml(106.7g，折純1mol)0.5-1小時，控制0℃至室溫，反應(yīng)1-1.5小時，傾出反應(yīng)液，用15ml中沸物洗催化劑，和并加0.1g碳酸鈉精餾，收集MF和DMP，產(chǎn)物含量＞98％，收率84-87％。
例2上述催化劑套用進(jìn)行反應(yīng)，同上操作，反應(yīng)時間略延長，套用高沸物進(jìn)行精餾，收率90-93％。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明催化劑采用強(qiáng)酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂，包括大孔交換樹脂各種型號。
2.合成加料方式，本發(fā)明采用滴加原甲酸三甲酯比滴加丙酮收率高。
3.丙酮過量有利提高收率，本發(fā)明采用甲精餾回收中沸物，用于反應(yīng)和反應(yīng)后洗催化劑。
4.反應(yīng)物進(jìn)行蒸餾，需加少量堿，如碳酸鉀、碳酸鈉、碳酸氫鈣等，加入量0.01-0.107。
5.反應(yīng)時間1-3小時完成。
全文摘要
采用新型催化劑，強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂，用原甲酸三甲酯和丙酮，合成2，2－二甲氧基丙烷(簡稱DMP)和甲酸甲酯(簡稱MF)，收率88％以上，產(chǎn)品含量大于98％。工藝具有催化劑制備簡便，價格低廉，合成時間短，工藝簡便，收率高和穩(wěn)定，精餾得產(chǎn)物，中高沸物可回收利用和套用，對環(huán)境基本無三廢污染，由于工藝簡便，設(shè)備投資小，適宜工業(yè)生產(chǎn)。
文檔編號C07C67/00GK1640862SQ20041000073
公開日2005年7月20日 申請日期2004年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月16日
發(fā)明者肖文凱, 郗新才, 李云龍 申請人:山東雙鳳股份有限公司, 淄博達(dá)隆制藥科技有限公司