專利名稱：一種ω-鹵代烷基酸酯的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種co-鹵代垸基酸酯的制備方法。
背景技術(shù)：
CO-鹵代烷基酸酯(尤其是(O-氯辛酸乙酯)是一種常見的羧酸酯，是非常有應(yīng) 用價(jià)值的中間體，廣泛應(yīng)用于農(nóng)藥、醫(yī)藥和精細(xì)化工領(lǐng)域。現(xiàn)有技術(shù)中，羧酸酯可采用酰氯，酸酐和腈的醇解；也可用羧酸鹽與卣代 垸或硫酸酯的反應(yīng)來獲得先與氯化亞砜反應(yīng)得到酰氯，再與醇反應(yīng)得到產(chǎn)品。 第一種方法種方法會(huì)產(chǎn)生大量廢氣二氧化硫和氯化氫，對(duì)環(huán)境造成污染，并且 廢氣的處理給工藝造成較大負(fù)擔(dān)；第二種方法的缺點(diǎn)在于反應(yīng)不完全。歐洲專利(EP 13 84706A1 )揭示了這樣 一 種方法以1,6-二氯已烷和丙二酸二乙酯在DMF和環(huán)己垸的混合溶劑里發(fā)生取代反 ei，丹服攻，侍到和対;WH'、J酉目，該力、汰個(gè)1乂使ffi J都總牧尚tw艦甘裕刑，且后處理方法繁瑣，產(chǎn)生較多三廢，容易造成環(huán)境的污染，且生產(chǎn)成本頗高，不適 合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。如上所述，現(xiàn)有技術(shù)中制備O)-卣代垸基酸酯主要是以價(jià)格較高體系較大的混合溶劑為反應(yīng)體系。目前尚未見報(bào)道以比較容易獲得且相對(duì)便宜的制備得到co-鹵代垸基酸酯的方法。本發(fā)明的目的是提供一種反應(yīng)路線簡單、取代反應(yīng)步驟無需溶劑、生產(chǎn)成 本經(jīng)濟(jì)且適合大規(guī)模商品化生產(chǎn)的制備co-卣代垸基酸酯的方法。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種反應(yīng)路線簡單、取代反應(yīng)步驟無需溶劑、生產(chǎn)成本經(jīng)濟(jì)且適合大規(guī)模商品化生產(chǎn)的制備(O-鹵代垸基酸酯的方法。本發(fā)明提供一種co-鹵代垸基酸酯的制備方法，所述制備方法從①-二卣代垸出發(fā)而得到CO-鹵代垸基酸酯，其包括如下步驟(1) Q)-二鹵代垸和丙二酸酯進(jìn)行取代反應(yīng)得到CD-鹵代垸基丙二酸酯； 所述O)-二鹵代烷如下式(I)所示X,-(CH2)n-X2 (I) 其中所述X,、 X2為鹵素，n為2 16的整數(shù)； 所述丙二酸酯如下式(II)所示R!OOC-CH2-COOR2 (II);所述反應(yīng)式中的R^ R2表示烷基、芳基、垸芳基或芳垸基；所述CO-鹵代垸基丙二酸酯如下式(ni)所示,COOF^ X"X2)—(CH2)n —C、H、COOR2 (ni)所述X!、 X2、 n的定義與式(I)相同，所述R" R2的定義與式(II)相同；(2) 所述式(III)化合物進(jìn)行水解反應(yīng)得到如下式(IV)的C0-鹵代垸基丙二酸；,COOH Xi(X2)—(CH2)n —C、HCOOH (IV)其中所述X" X2、 n的定義與式00相同；(3) 所述式(IV)化合物進(jìn)行脫羧反應(yīng)得到如下式(V)所示的co-鹵代烷基酸；X"X2)—(CH2)n——CH2COOH (y)其中所述X!、 X2、 n的定義與式(I)相同；(4) 所述式(V)化合物與烷基醇R'OH進(jìn)行酯化得到如下式(VI)所示的co-鹵代 垸基酸酯X"X2)—(CH2)n——CH2COOR' (VI) 其中所述X!、 X2、 n的定義與式(I)相同；R'為Q C2o烷基。在一優(yōu)選例中，上述反應(yīng)均在無溶劑條件下進(jìn)行。在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式
中，所述式(I)的co-二鹵代烷化合物中，X"X2為氯、溴或碘；優(yōu)選是，所述所述CD-二鹵代烷X,-(CH2)n-X2中，Xp X2為氯；n為6。在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式
中，所述式(n)的丙二酸酯中，Ri、 R2各自表不Ci一20焼基、C6陽20方基、C7-20院方基或C7隱2o方院基；優(yōu)選是，所述式(II)的丙二酸酯中，R,、 R2表示Cmo院基、C6，8芳基、C7.8焼方基、C7-8方焼基；更優(yōu)選是，所述式(n)的丙二酸酯為丙二酸二乙酯。在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式
中，所述式(VI)的(D-鹵代垸基酸酯以及所述烷基醇R'OH中R'表示C, C2o支鏈或直鏈烷基；優(yōu)選是，所述R'為Q do烷基，優(yōu)選d C7垸基，更優(yōu)選d Cs烷基； 更優(yōu)選地是，所述式(VI)的(o-鹵代垸基酸酯為co-氯辛酸乙酯。在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式
中，步驟(l)在相轉(zhuǎn)移催化劑的存在下進(jìn)行取 代反應(yīng)；優(yōu)選是，所述相轉(zhuǎn)移催化劑為季銨鹽；更優(yōu)選是，所述相轉(zhuǎn)移催化劑為四丁基氯化銨或四丁基溴化銨。 在一優(yōu)選例中，所述相轉(zhuǎn)移催化劑的用量為式(I)的Q)-二鹵代垸的用量的0.1 10重量％;優(yōu)選是，所述相轉(zhuǎn)移催化劑的用量為式(I)的Q)-二鹵代烷的用量的0.1 5重量％;更優(yōu)選是，所述相轉(zhuǎn)移催化劑的用量為式(I)的O)-二鹵代烷的 用量的0.5重量％。在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式
中，步驟(1)中所述取代反應(yīng)溫度在3(TC 18(TC范圍內(nèi)；禾口/或步驟(l)中所述式(II)的丙二酸酯的用量為式(I)的co-二鹵代垸的用量的0.2 IO倍摩爾量；和/或步驟(l)中的取代反應(yīng)在堿化合物存在下進(jìn)行，所述堿化合物為pH大于9的 堿金屬或堿土金屬化合物。優(yōu)選是，取代反應(yīng)溫度在5(TC 15(TC范圍內(nèi)；更優(yōu)選是，取代反應(yīng)溫度在8(TC 10(TC范圍內(nèi)。優(yōu)選是，所述式(II)的丙二酸酯的用量為式(I)的co-二鹵代烷的用量的0.5 5 倍摩爾量；更優(yōu)選是，所述式(II)丙二酸酯的用量為式(I)的w-二鹵代烷的用量的 2 3倍摩爾量。優(yōu)選是，所述堿金屬或堿土金屬化合物為堿金屬或堿土金屬的氫化物、氫 氧化物、氧化物、碳酸化合物更優(yōu)選是，所述堿化合物為碳酸鉀、氧化鈣。優(yōu)選是，所述堿化合物的用量為式(I)的o)-二鹵代烷的用量的l 10倍摩爾 量；更優(yōu)選是，所述堿化合物的用量為式(I)的w-二鹵代烷的用量的l 3倍摩爾 量；最優(yōu)選是，所述堿化合物的用量為式(I)的co-二鹵代垸的用量的1.2 1.8倍 摩爾量。在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式
中，步驟(2)中所述水解反應(yīng)溫度在6(TC 20(TC范圍內(nèi)；和/或步驟(2)中所述水解反應(yīng)在水解催化劑存在下進(jìn)行，所述水解催化劑為無機(jī) 酸或有機(jī)酸。優(yōu)選是，所述水解反應(yīng)溫度在8(TC 18(TC范圍內(nèi)；更優(yōu)選是，所述水解反 應(yīng)溫度在13CTC 150°C范圍內(nèi)。優(yōu)選是，所述水解催化劑為鹽酸、硫酸、酸性無機(jī)鹽、酸性有機(jī)鹽、甲酸、 乙酸、氯磺酸、甲磺酸、三氟甲磺酸；更優(yōu)選是，所述水解催化劑為硫酸和酸 性無機(jī)鹽；優(yōu)選是，所述水解催化劑的用量為co-鹵垸基丙二酸酯的用量的l 50重量 %;較優(yōu)選是，所述水解催化劑的用量為(o-鹵代垸基丙二酸酯的用量的1 20 重量％;更優(yōu)選是，所述水解催化劑的用量為to-鹵代垸基丙二酸酯的用量的5 10重量％。在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式
中，步驟(3)中所述脫羧反應(yīng)溫度在6(TC 200"C范圍內(nèi)；和/或步驟(3)中所述脫羧催化劑為無機(jī)酸或有機(jī)酸。優(yōu)選是，所述脫羧反應(yīng)溫度在8(TC 18(TC范圍內(nèi)；更優(yōu)選是，所述脫羧 反應(yīng)溫度在13(TC 15(TC范圍內(nèi)。優(yōu)選是，所述脫羧催化劑為鹽酸、硫酸、酸性無機(jī)鹽、酸性有機(jī)鹽、甲酸、 乙酸、氯磺酸、甲磺酸、三氟甲磺酸；更優(yōu)選是，所述脫羧催化劑為硫酸和酸 性無機(jī)鹽；優(yōu)選地是，所述脫羧催化劑的用量為o)-鹵垸基丙二酸的用量的l 50重量 %;較優(yōu)選是，所述脫羧催化劑的用量為co-鹵代垸基丙二酸的用量的l 20重量 %;更優(yōu)選是，所述脫羧催化劑的用量為Q)-鹵代烷基丙二酸的用量的5 10重量 %。在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式
中，步驟(4)中所述酯化反應(yīng)溫度在6(TC 18(TC范圍內(nèi)；和/或步驟(4)中所述酯化催化劑為無機(jī)酸或有機(jī)酸；優(yōu)選是，所述酯化反應(yīng)溫度在7(TC 14(rC范圍內(nèi)；更優(yōu)選是，所述酯化 反應(yīng)溫度在8(TC 10(TC范圍內(nèi)。優(yōu)選是，所述酯化催化劑為鹽酸、硫酸、酸性無機(jī)鹽、酸性有機(jī)鹽、甲酸、 乙酸、氯磺酸、甲磺酸、三氟甲磺酸。更優(yōu)選是，所述酯化催化劑為硫酸和酸 性無機(jī)鹽。優(yōu)選是，所述酯化催化劑的用量為式(V)的co-鹵烷基酸的用量的l 50重量 %;較優(yōu)選是，所述酯化催化劑的用量為(0-鹵代烷基酸的用量的1 20重量％; 更優(yōu)選是，所述酯化催化劑的用量為式(V)的co-鹵代烷基酸的用量的5 10重量 %。在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式
中，所述步驟(2)、步驟(3)、步驟(4)連續(xù)進(jìn)行。
具體實(shí)施方式
發(fā)明人經(jīng)過深入研究后發(fā)現(xiàn)，通過以式(I)的CO-二鹵代垸為原料，經(jīng)過取代、 水解、脫羧、酯化反應(yīng)等反應(yīng)，能夠制得CO-鹵代烷基酸酯。在此基礎(chǔ)上，發(fā)明 人完成了本發(fā)明。如本文所用，所述的"烷基"，除非另有說明，指的是含有1-20個(gè)碳原 子的直鏈或支鏈垸烴。優(yōu)選的為含有1-io個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷烴，例如，垸基包括但不限于甲基，乙基，正丙基，異丙基，正丁基，異丁基，叔丁基。如本文所用，所述的"芳基"，除非另有說明，指的是含有6個(gè)碳原子的 單環(huán)芳烴，10個(gè)碳原子的雙環(huán)芳烴，14個(gè)碳原子的三環(huán)芳烴，并且每個(gè)環(huán)上 可以有l(wèi)-4個(gè)取代基。例如，芳基包括但不限于苯基、萘基、蒽基。如本文所用，所述的"芳垸基"指的是"芳基-垸基"，也即具有芳基取 代基的垸基基團(tuán)。如本文所用，所述的"垸芳基"指的是"垸基-芳基"，也即具有垸基取 代基的芳基基團(tuán)。如本文所用，所述的"連續(xù)進(jìn)行"，是指中間體不進(jìn)行分離，而是直接作 為下步反應(yīng)的原料的連續(xù)反應(yīng)過程。例如，為串聯(lián)反應(yīng)。以下對(duì)本發(fā)明的各個(gè)方面進(jìn)行詳述本發(fā)明提供了一種制備CO-鹵代烷基酸酯的方法，該方法包括以下步驟(1) 在不低于30'C，堿化合物與相轉(zhuǎn)移催化劑存在下式(I)的co-二鹵代垸和丙 二酸酯發(fā)生取代反應(yīng)得到co-鹵代烷基丙二酸酯；(2) co-囟代烷基丙二酸酯在不低于60'C、水解催化劑存在下水解得到co-鹵代烷基丙二酸；(3) co-鹵代烷基丙二酸在不低于6(TC、脫羧催化劑存在下脫羧得到o)-鹵代垸 基酸；(4) co-卣代烷基酸在不低于6(TC、垸基醇R'OH與酯化催化劑存在下，酯化 得到co-鹵代垸基酸酯。該反應(yīng)用以下反應(yīng)式表示<formula>formula see original document page 10</formula><formula>formula see original document page 11</formula>所述丙二酸酯R^OOC-CH2-COOR2以及所述反應(yīng)式中的R,、 ！12表示為烷 基、芳基、垸芳基或芳垸基；所述式(I)的Q)-二鹵代烷X,-(CH2)n-X2中，X,、 X2為鹵素，n為碳鏈長度。 在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述式(I)的W-二鹵代垸Xr(CH2)n-X2中，X,、乂2為氯、溴或碘，n為2 16;所述丙二酸酯I^OOC-CH2-COOR2以及所述反應(yīng)式中的R" R2表示Q.2o浣基、C6-20芳基、C7—2o垸芳基或C7-2。芳垸基；更優(yōu)選是，所述丙二酸酯R400C-CH2-COOR2以及所述反應(yīng)式中的R" R2表示Cwo烷基、".8芳基、<:7.8垸芳基、(:7.8芳烷基；特別優(yōu)選是，所述丙二酸酯!^OOC-CH2-COOR2為丙二酸二乙酯；所述Q)-鹵代垸基酸酯(o-氯辛酸乙酯。以下對(duì)各個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)條件進(jìn)行詳述 取代反應(yīng)步驟(l)的取代反應(yīng)的反應(yīng)條件需要使得(o-二鹵代烷X^CHA-X2與丙二酸 酯進(jìn)行取代反應(yīng)而得到co-鹵代烷基丙二酸酯，同時(shí)該反應(yīng)不需要溶劑即可進(jìn) 行。一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述取代反應(yīng)溫度在3(TC 180'C范圍內(nèi)；優(yōu)選是， 取代反應(yīng)溫度在5(TC 15(TC范圍內(nèi)；更優(yōu)選是，取代反應(yīng)溫度在80"C 10(TC 范圍內(nèi)。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述丙二酸酯的用量為式(I)的O)-二鹵代烷的用 量的0.2 10倍摩爾量；優(yōu)選是，所述丙二酸酯的用量為式(I)的co-二鹵代烷的用 量的0.5 5倍摩爾量；更優(yōu)選是，所述丙二酸酯的用量為式(I)的co-二鹵代烷的 用量的2 3倍摩爾量。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述堿化合物為pH大于9的堿金屬或堿土金屬 化合物；優(yōu)選是，所述堿化合物為堿金屬或堿土金屬的氫化物、氫氧化物、氧 化物、碳酸化合物，如氫化鈉、氫化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化銫、氫氧化鈣、氫氧化鋇、氧化鈣、碳酸鉀、碳酸鈉、碳酸鈣、碳酸鋇；更優(yōu)選是， 所述堿化合物為碳酸鉀、氧化鈣。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述堿化合物的用量為式(I)的CO-二鹵代烷的用 量的1 10倍摩爾量；優(yōu)選是，所述堿化合物的用量為式(I)的O)-二鹵代垸的用 量的1 3倍摩爾量；更優(yōu)選是，所述堿化合物的用量為式(I)的Q)-二卣代烷的用 量的1.2 1.8倍摩爾量；在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述取代反應(yīng)在相轉(zhuǎn)移催化劑存在下進(jìn)行；優(yōu) 選是，所述相轉(zhuǎn)移催化劑為季銨鹽；更優(yōu)選是，所述相轉(zhuǎn)移催化劑為四丁基氯 化銨或四丁基溴化銨。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述催化劑的用量為式(I)的CO-二卣代烷的用量 的0.1 10重量％;優(yōu)選是，所述相轉(zhuǎn)移催化劑的用量為式(I)的CO-二鹵代垸的用 量的0.1 5重量％;更優(yōu)選是，所述相轉(zhuǎn)移催化劑的用量為式(I)的①-二鹵代烷的用量的0.5重量％。水解反應(yīng)、脫羧反應(yīng)、酯化反應(yīng)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述水解反應(yīng)溫度在6(TC 20(TC范圍內(nèi)；優(yōu)選是， 所述水解反應(yīng)溫度在8(TC 18(TC范圍內(nèi)；更優(yōu)選是，所述水解反應(yīng)溫度在 130。C 15(TC范圍內(nèi)。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述水解催化劑為無機(jī)酸、有機(jī)酸或堿。所述水解催化劑為酸時(shí)，優(yōu)選是，所述水解催化劑為鹽酸、硫酸、酸性無 機(jī)鹽、酸性有機(jī)鹽、甲酸、乙酸、氯磺酸、甲磺酸、三氟甲磺酸；更優(yōu)選是， 所述水解催化劑為硫酸和酸性無機(jī)鹽。和/或所述水解催化劑為鹽時(shí)，優(yōu)選是，所述水解催化劑為氯化鈉；更優(yōu)選是，所述水解催化劑為硫酸和酸性無機(jī)鹽。和/或所述水解催化劑為堿時(shí)，優(yōu)選是，所述水解催化劑為堿金屬或堿土金屬的氫氧化物；更優(yōu)選的是，所述堿是選自氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣、氫氧 化鋇、氫氧化鋰的一種或多種。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述水解催化劑的用量為(o-鹵代垸基丙二酸酯的用量的1 50重量％;優(yōu)選是，所述水解催化劑的用量為co-鹵代烷基丙二酸酯 的用量的1 20重量％;更優(yōu)選是，所述水解催化劑的用量為co-鹵代烷基丙二酸 酯的用量的5 10重量％。一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述脫羧反應(yīng)溫度在6(TC 20(rC范圍內(nèi)；優(yōu)選是， 所述脫羧反應(yīng)溫度在8(TC 18(TC范圍內(nèi)；更優(yōu)選是，所述脫羧反應(yīng)溫度在 13(TC 15(TC范圍內(nèi)。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述脫羧催化劑為無機(jī)酸或有機(jī)酸；優(yōu)選是， 所述脫羧催化劑為鹽酸、硫酸、酸性無機(jī)鹽、酸性有機(jī)鹽、甲酸、乙酸、氯磺酸、甲磺酸、三氟甲磺酸；更優(yōu)選是，所述脫羧催化劑為硫酸和酸性無機(jī)鹽。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述脫羧催化劑的用量為co-鹵代烷基丙二酸酯 的用量的1 50重量％;優(yōu)選是，所述脫羧催化劑的用量為co-鹵代烷基丙二酸酯的用量的1 20重量％;更優(yōu)選是，所述脫羧催化劑的用量為CO-鹵代烷基丙二酸酯的用量的5 10重量％。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述酯化反應(yīng)溫度在6(TC 18(TC范圍內(nèi)；優(yōu)選 是，所述酯化反應(yīng)溫度在7(TC 14(rC范圍內(nèi)；更優(yōu)選是，所述酯化反應(yīng)溫度在 8(TC 10(TC范圍內(nèi)。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述酯化催化劑的用量為o)-鹵代烷基丙二酸酯 的用量的1 50重量％;優(yōu)選是，所述酯化催化劑的用量為co-鹵代垸基丙二酸酯 的用量的1 20重量％;更優(yōu)選是，所述酯化催化劑的用量為o)-鹵代垸基丙二酸 酯的用量的5 10重量％。應(yīng)該理解，由于co-鹵代烷基丙二酸酯(中間體I)co-鹵代垸基酸(中間體II)為已 知化合物，因此，也可以分別以這種中間體作為原料開始制備，獲得O)-鹵代烷 基酸酯產(chǎn)物。由于取代反應(yīng)可以不使用溶劑，因此上述步驟可以連續(xù)進(jìn)行。也即合成反 應(yīng)中常說的進(jìn)行"套用"，從而大大提高反應(yīng)產(chǎn)率和效率。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于(1) 本發(fā)明具有工藝簡單，成本低，反應(yīng)后處理簡潔，反應(yīng)收率高、易實(shí)現(xiàn) 工業(yè)化，污染小等優(yōu)點(diǎn)，所得到的目標(biāo)產(chǎn)物純度高，質(zhì)量穩(wěn)定，適合作為中間 體的各種使用要求。(2) 在現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)溶劑有特殊要求，例如采用DMF，環(huán)己垸作混合溶劑， 因此反應(yīng)裝置需用精餾柱預(yù)先除水，設(shè)備要求高；同時(shí)由于回收物中有不同的溶劑，增加套用難度(也即連續(xù)反應(yīng)的難度)，而本發(fā)明的方法無溶劑，擴(kuò)大反 應(yīng)規(guī)模，提高生產(chǎn)能力，同時(shí)反應(yīng)體系對(duì)水分沒有要求，設(shè)備簡單。在本發(fā)明 的一個(gè)具體實(shí)施方式
中，由于回收物中沒有溶劑，使得各后續(xù)步驟可以套用(也即連續(xù)進(jìn)行反應(yīng))。本發(fā)明所提供的化合物可以通過市售原料和傳統(tǒng)化學(xué)轉(zhuǎn)化方式合成。例如1，6-二氯己烷可以在高郵市有機(jī)化工廠、南京康滿林化工實(shí)業(yè)有限公司、上海 海曲化工有限公司等多家化工原料供應(yīng)商處購得。上述合成方法只是本發(fā)明部分化合物的合成路線，根據(jù)上述例子，本領(lǐng)域技 術(shù)人員可以通過調(diào)整不同的方法來合成本發(fā)明的其他化合物，或者，本領(lǐng)域技術(shù)人 員根據(jù)現(xiàn)有公知技術(shù)可以合成本發(fā)明的化合物。合成的化合物可以進(jìn)一步通過柱色 譜法、高效液相色譜法或結(jié)晶等方式進(jìn)一步純化。合成化學(xué)改造、保護(hù)官能團(tuán)方法學(xué)(保護(hù)或去保護(hù))對(duì)合成應(yīng)用化合物是很 有幫助的，并且是現(xiàn)有技術(shù)中公知的技術(shù)，如R. Larock, Cb;z /^e/ e/L^'Ke 7>,/。擺",，VCH Publishers (1989); T. W. Greene禾口 P. G. M. Wuts， 尸rofecfiye (Jrowps i" 6 rg<g/7J'c 5yy2Z^ e5^51, 第三版，John Wiley and Sons (1999);L. Fieser禾口M. Fieser， 尸ieser <aW Wese, s1 y e塔e/ z^/or (2rgao2c 5y/2f力ew's， John Wiley and Sons (1994); 禾口 L. Paquette， ed.， f/ cyc7opeo7a of y esge/7/or ftrga/7ic 5y/ f力e5^'51， John Wiley and Sons (1995)中都有公開。本發(fā)明的其他方面由于本文的公開內(nèi)容，對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是顯而 易見的。下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。下列實(shí)施例中未注明具體條件的實(shí)驗(yàn)方 法，通常按照常規(guī)條件，或按照制造廠商所建議的條件進(jìn)行。除非另外說明， 否則所有的份數(shù)為重量份，所有的百分比為重量百分比。除非另有定義或說明，本文中所使用的所有專業(yè)與科學(xué)用語與本領(lǐng)域技術(shù) 熟練人員所熟悉的意義相同。此外任何與所記載內(nèi)容相似或均等的方法及材料 皆可應(yīng)用于本發(fā)明方法中。以下分別對(duì)二步反應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)說明。(l)取代反應(yīng)實(shí)施例l:5L的三頸瓶中加入l,6-二氯己烷2790g (18mol)、碳酸鉀2545g(18mol)和 TBAB(2.79g)。油浴加熱至55。C(T^50士5。C)，丙二酸二乙酯576g(3.6mol)緩慢滴 加到反應(yīng)體系中(2h)，加完后保溫3小時(shí)。自然冷卻至室溫、過濾、短程蒸餾， 得co-氯代己垸丙二酸酯1395g、收率50%，純度99.4%。實(shí)施例2:1000ml的三頸瓶中加入1,6-二溴己烷200g(0.82mo1)、氧化鈣217g(3.87mo1)、 丙二酸二乙酯1312g(8.2mo1)、 TBAB(0.15g)。油浴加熱至85。C(T內(nèi)二80土5。C)，保 溫2小時(shí)。自然冷卻至室溫、過濾、短程蒸餾，得o)-溴代己垸丙二酸酯128g、 收率64%，純度99.2%。實(shí)施例3:2L的三頸瓶中加入l,6-二溴己垸1120g(4.59mo1)、碳酸鉀1942g(13.77mo1)、 TBAC(5.6g)。油浴加熱至100。C(T內(nèi)=95±5°C)，滴加丙二酸二乙酯 2203g(3h)(13.77mo1)、保溫0.5小時(shí)。自然冷卻至室溫、過濾、短程蒸餾得co-溴 代己烷丙二酸酯1483g、收率91%、純度99.8%。實(shí)施例4:5L的三頸瓶中加入l-溴-6-氯己烷1230g(6.17mo1)、氧化鈣3455g(61.7mo1)、 TBAB(61.5g)。油浴加熱至12(TC(Trt= 115±5°C)，滴加丙二酸二乙酯1974g(2h)(12.34mo1)、保溫1小時(shí)。自然冷卻至室溫、過濾、短程蒸餾得co-氯代 己垸丙二酸酯1455g、收率73%，純度99.2%。實(shí)施例5:1L的三頸瓶中加入1,3-二溴丙烷510g(0.34mo1)、碳酸鉀305g(2.2lmol)、 TBAB(25.5g)。油浴加熱至150°C(T內(nèi)=145±5°C)，滴加丙二酸二乙酯 272g(lh)(1.7mo1)、保溫2小時(shí)。自然冷卻至室溫、過濾、短程蒸餾得co-溴代丙 烷丙二酸酯77g、收率81%，純度99.1%。(2)水解脫羧、酯化實(shí)施例6:(以實(shí)施例1的產(chǎn)品為原料)1L的三頸瓶中加入(o-氯代己垸丙二酸酯565g(2.0mo1)、硫酸氫鈉 13g(0.1mo1)，加熱至150 160。C，緩慢滴加水(200g)，同時(shí)用分水器將產(chǎn)生的 乙醇分出，原料反應(yīng)完畢后，降至90。C，加入乙醇200ml，加熱回流2h。降至 室溫、過濾、精制①-氯辛酸乙酯得385g，產(chǎn)率93%、純度>99%。實(shí)施例7:(以實(shí)施例2的產(chǎn)品為原料)lL的三頸瓶中加入co-溴代己垸丙二酸酯582g(1.8mol)、硫酸8.8 g(0.09mo1)， 加熱至130 14(TC，緩慢滴加水(220g)，控制滴加速度，同時(shí)用分水器將產(chǎn)生 的乙醇分出，原料反應(yīng)完畢后，降至8(TC，緩慢加入乙醇(120ml)，分出產(chǎn)生的 乙醇/水的共沸物。反應(yīng)完畢后，升溫至12(TC，蒸出過量的乙醇。降至室溫分 液，硫酸鈉干燥、過濾、蒸餾得co-溴辛酸乙酯361 g，產(chǎn)率98%、純度>99%。實(shí)施例8:(以實(shí)施例3的產(chǎn)品為原料)500ml的三頸瓶中加入co-氯代己垸丙二酸酯335g (1.2mol)、對(duì)甲苯磺酸IO g(0.06mo1)，加熱至140 150"C，緩慢滴加水(234g)，控制滴加速度，用分水器 將產(chǎn)生的乙醇分出，原料反應(yīng)完畢后，降至85。C，加入乙醇200 ml，保溫2h， 分出共沸物。反應(yīng)結(jié)束后、冷卻至室溫，加入20g碳酸鈉攪拌0.5小時(shí)，干燥、 過濾、蒸餾得(o-氯辛酸乙酯236 g，產(chǎn)率96%、純度>98%。在本發(fā)明提及的所有文獻(xiàn)都在本申請(qǐng)中引用作為參考，就如同每一篇文獻(xiàn) 被單獨(dú)引用作為參考那樣。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明的上述講授內(nèi)容之后， 本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申 請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
權(quán)利要求
1.一種ω-鹵代烷基酸酯的制備方法，所述制備方法從ω-二鹵代烷出發(fā)而得到ω-鹵代烷基酸酯，其包括如下步驟(1)ω-二鹵代烷和丙二酸酯進(jìn)行取代反應(yīng)得到ω-鹵代烷基丙二酸酯；所述ω-二鹵代烷如下式(I)所示X1-(CH2)n-X2(I)其中所述X1、X2為鹵素，n為2～16的整數(shù)；所述丙二酸酯如下式(II)所示R1OOC-CH2-COOR2 (II)；所述反應(yīng)式中的R1、R2表示烷基、芳基、烷芳基或芳烷基；所述ω-鹵代烷基丙二酸酯如下式(III)所示所述X1、X2、n的定義與式(I)相同，所述R1、R2的定義與式(II)相同；(2)所述式(III)化合物進(jìn)行水解反應(yīng)得到如下式(IV)的ω-鹵代烷基丙二酸；其中所述X1、X2、n的定義與式(I)相同；(3)所述式(IV)化合物進(jìn)行脫羧反應(yīng)得到如下式(V)所示的ω-鹵代烷基酸；X1(X2)-(CH2)n-CH2COOH(V)其中所述X1、X2、n的定義與式(I)相同；(4)所述式(V)化合物與烷基醇R’OH進(jìn)行酯化得到如下式(VI)所示的ω-鹵代烷基酸酯X1(X2)-(CH2)n-CH2COOR′(VI)其中所述X1、X2、n的定義與式(I)相同；R’為C1～C20烷基。
2.如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述式(I)的co-二卣代烷化合物 中，X2為氯、溴或碘；優(yōu)選是，所述所述C0-二鹵代烷Xr(CH2)n-X2中，X,、 X2為氯；n為6。
3. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述式(II)的丙二酸酯中，Ri、R2各自表示Q-2o烷基、C6-2o芳基、C7.2o垸芳基或C7.2o芳烷基；優(yōu)選是，所述式(II)的丙二酸酯中，R,、 R2表示Cw。烷基、C6—8芳基、C7.8院芳基、C7-8芳院基；更優(yōu)選是，所述式(II)的丙二酸酯為丙二酸二乙酯。
4. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述式(VI)的①-卣代烷基酸酯以及所述垸基醇R'OH中R'表示d C2o支鏈或直鏈垸基；優(yōu)選是，所述R'為Q do烷基，優(yōu)選d C7垸基，更優(yōu)選C, Cs烷基；更優(yōu)選地是，所述式(VI)的Q)-鹵代烷基酸酯為CO-氯辛酸乙酯。
5. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，步驟(l)在相轉(zhuǎn)移催化劑的存在 下進(jìn)行取代反應(yīng)；優(yōu)選是，所述相轉(zhuǎn)移催化劑為季銨鹽；更優(yōu)選是，所述相轉(zhuǎn)移催化劑為四丁基氯化銨或四丁基溴化銨。
6. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于， 步驟(1)中所述取代反應(yīng)溫度在3(TC 18(TC范圍內(nèi)；禾口/或 步驟(l)中所述式(II)的丙二酸酯的用量為式(I)的(o-二鹵代垸的用量的0.2 IO倍摩爾量；和/或步驟(l)中的取代反應(yīng)在堿化合物存在下進(jìn)行，所述堿化合物為pH大于9的 堿金屬或堿土金屬化合物。
7. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于， 步驟(2)中所述水解反應(yīng)溫度在6(TC 20(TC范圍內(nèi)；和/或 步驟(2)中所述水解反應(yīng)在水解催化劑存在下進(jìn)行，所述水解催化劑為無機(jī)酸或有機(jī)酸。
8. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于， 步驟(3)中所述脫羧反應(yīng)溫度在60'C 20(TC范圍內(nèi)；和/或 步驟(3)中所述脫羧催化劑為無機(jī)酸或有機(jī)酸。
9. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于， 步驟(4)中所述酯化反應(yīng)溫度在6(TC 18(TC范圍內(nèi)；和/或 步驟(4)中所述酯化催化劑為無機(jī)酸或有機(jī)酸。
10. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述步驟(2)、步驟(3)、步驟 (4)連續(xù)進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種ω-鹵代烷基酸酯的制備方法，所述制備方法從ω-二鹵代烷出發(fā)，進(jìn)行取代反應(yīng)、水解反應(yīng)、脫羧反應(yīng)、酯化反應(yīng)而得到ω-鹵代烷基酸酯。本發(fā)明提供了一種反應(yīng)路線簡單、取代反應(yīng)步驟無需溶劑、生產(chǎn)成本經(jīng)濟(jì)且適合大規(guī)模商品化生產(chǎn)的制備ω-鹵代烷基酸酯的方法。
文檔編號(hào)C07C67/307GK101328120SQ20081004132
公開日2008年12月24日 申請(qǐng)日期2008年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月4日
發(fā)明者李功勇, 佳 陸 申請(qǐng)人:上海萬溯化學(xué)有限公司;上?？爹i化學(xué)有限公司