專(zhuān)利名稱(chēng)：2,2,4－三甲基－1,3－戊二醇單異丁酸酯的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇單異丁酸酯制備方法的改進(jìn)。
背景技術(shù)：
日本特開(kāi)昭58-65245公布了在堿土金屬氧化物(氧化鋇或氧化鎂)存在下，由式(1)所表示的醛一步合成制得式(2)所表示的二醇單酯的方法 (式中R1、R2為碳數(shù)1-5的相同或不同的烷基)。其堿金屬氧化物的最佳用量為醛的0.5％-10％，并于50-150℃下反應(yīng)0.5-4小時(shí)。反應(yīng)液分離出催化劑后的濾液，用通常方法蒸餾、精制目的產(chǎn)物。其異丁醛轉(zhuǎn)化率為80％-82％，2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇單異丁酸酯選擇性為90％-94.9％。
中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?0107939.5(申請(qǐng)日為2000年5月31日)公開(kāi)了以異丁醛為原料，在催化劑作用下經(jīng)醇醛縮合、酯合成二步法制得2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇單異丁酸酯的方法，醇醛縮合以氫氧化鈉為催化劑，而酯合成時(shí)則以Ba(OH)2·8H2O或Ba(OH)2·H2O為催化劑，其單程產(chǎn)率為58.39％-64.01％、總產(chǎn)率為81.08％-82.79％。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提出一種以堿土金屬氫氧化物，尤其以Ba(OH)2·H2O為催化劑，一步合成2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇單異丁酸酯的方法，以提高其轉(zhuǎn)化率、選擇性等。
2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇單異丁酸酯的制備方法，以異丁醛(工業(yè)品)為原料，在催化劑存在下，于48-150℃反應(yīng)0.5-8小時(shí)，其反應(yīng)式如下 異丁醛2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇單異丁酸酯一步合成制得的反應(yīng)液降至室溫，分離出催化劑后的反應(yīng)液再經(jīng)脫醛、減壓蒸餾或精餾，制得目的產(chǎn)物，其特征在于所述的催化劑為堿土金屬氫氧化物，其用量為異丁醛用量的0.5％-10％(重量)。
上述制備方法中所述的堿土金屬氫氧化物，可為Ba(OH)2·H2O，其用量為異丁醛用量的0.5％-10％(重量)。
異丁醛轉(zhuǎn)化率按下式計(jì)算異丁醛轉(zhuǎn)化率＝[(異丁醛加入料重量-未反應(yīng)的異丁醛重量)/異丁醛加入料重量]×100％2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇單異丁酸酯的選擇性按下式計(jì)算2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇單異丁酸酯的選擇性＝[2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇單異丁酸酯得量/(異丁醛加入重量-未反應(yīng)的異丁醛重量)]×100％本發(fā)明提供的技術(shù)方案，以粉狀Ba(OH)2·H2O為催化劑時(shí)，其異丁醛轉(zhuǎn)化率高達(dá)86.90％，2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇單異丁酸酯的選擇性高達(dá)98.95％，明顯高于日本特開(kāi)昭58-65245的轉(zhuǎn)化率和選擇性。(本發(fā)明中用粒狀Ba(OH)2·H2O為催化劑時(shí)異丁醛轉(zhuǎn)化率為76.96％，選擇性為98.50％)。
本發(fā)明采用含水異丁醛為原料，其水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3％時(shí)，異丁醛的轉(zhuǎn)化率為73.71％，2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇單異丁酸酯的選擇性為94.95％，均高于特開(kāi)昭58-65245實(shí)驗(yàn)例2中異丁醛水含量2％時(shí)，其異丁醛的轉(zhuǎn)化率為80％，2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇單異丁酸酯的選擇性為90％。展示出本發(fā)明對(duì)異丁醛的質(zhì)量要求不苛刻。其Ba(OH)2·H2O的質(zhì)量，符合中華人民共和國(guó)原化工部產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)HG-2566-94。此外，本發(fā)明還具有三廢少，操作簡(jiǎn)單，所用設(shè)備少等優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式
實(shí)驗(yàn)例1向反應(yīng)器中加入工業(yè)品異丁醛(吉化公司出品，其異丁醛質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98.96％，異丁酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.87％，水質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.17％)360g，在攪拌下加入粉狀Ba(OH)2·H2O 11.7g，該催化劑應(yīng)符合中華人民共和國(guó)原化工部頒布的標(biāo)準(zhǔn)HG-2566-94，其用量與異丁醛用量百分比以下式計(jì)算 升溫至67℃攪拌1h30min，將反應(yīng)液降至室溫，取反應(yīng)液進(jìn)行氣相色譜分析，其結(jié)果異丁醛(IBA) 15.36％2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇(TMPD) 0.45％2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇單異丁酸酯(TMHPIB) 83.75％2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇雙異丁酸酯(TMPDIB) 0.22％未知物--IBA轉(zhuǎn)化率為84.64％TMHPIB選擇性為98.95％。
將上述反應(yīng)液分離出催化劑后進(jìn)行脫醛及減壓蒸餾，即脫醛時(shí)收集59-90℃餾份為回收異丁醛可重新利用；減壓蒸餾時(shí)，收集144℃-146℃/-0.0945MPa的餾份(目的產(chǎn)物)，將此餾份進(jìn)行氣相色譜分析，其結(jié)果IBA 0.16％TMPD 0.63％TMHPIB98.57％TMPDIB0.28％未知物0.06％實(shí)驗(yàn)例2將工業(yè)品異丁醛72kg(其質(zhì)量同實(shí)驗(yàn)例1)，加入反應(yīng)器，然后在攪拌下加2.34kg的粉狀Ba(OH)2·H2O(其質(zhì)量同實(shí)驗(yàn)例1)，升溫至67℃攪拌3h，然后將反應(yīng)液降至室溫，取此時(shí)的反應(yīng)液進(jìn)行氣相色譜分析，其結(jié)果IBA 13.10％TMPD 0.54％TMHPIB85.62％TMPDIB0.32％未知物0.32％其IBA轉(zhuǎn)化率86.90％。
TMHPIB選擇性為98.53％。
上述的反應(yīng)液分離出催化劑，經(jīng)脫醛及減壓蒸餾，即脫醛時(shí)收集59℃-90℃餾份作為回收異丁醛重新利用；減壓蒸餾時(shí)，收集144℃-146℃/-0.0945MPa的餾份(目的產(chǎn)物)，取此時(shí)的餾份進(jìn)行氣相色譜分析，其結(jié)果IBA 0.15％TMPD 0.69％TMHPIB98.50％TMPDIB0.27％未知物0.058％實(shí)驗(yàn)例3將360g的工業(yè)品異丁醛(其質(zhì)量符合HG-2566-94)，加入反應(yīng)器，然后在攪拌下加入11.7g的粒狀Ba(OH)2·H2O(其質(zhì)量同實(shí)驗(yàn)例1)，升溫至67℃攪拌1h15min，將反應(yīng)液降至室溫，取此時(shí)的反應(yīng)液進(jìn)行氣相色譜分析，其結(jié)果IBA 23.04％TMPD 0.63％TMHPIB75.82％TMPDIB0.27％未知物--IBA轉(zhuǎn)化率76.96％。
IBA選擇性為98.52％。
將上述的反應(yīng)液分離出催化劑后，經(jīng)脫醛及減壓蒸餾，即脫醛時(shí)收集59-90℃餾份作為回收的異丁醛重新利用；減壓蒸餾時(shí)，收集144℃-146℃/餾份進(jìn)行氣相色譜分析，其結(jié)果
IBA 0.29％TMPD1.01％TMHPIB 98.12％TMPDIB 0.26％未知物 --實(shí)驗(yàn)例4在反應(yīng)器中加入含水異丁醛(異丁醛質(zhì)量分?jǐn)?shù)為96.13％，水質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3％，異丁酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.87％)360g，然后在攪拌下加入Ba(OH)2·H2O14.69g(其質(zhì)量同實(shí)驗(yàn)例1)，在67℃攪拌1h30min。將反應(yīng)液降至室溫，取此時(shí)反應(yīng)液進(jìn)行氣相色譜分析，其結(jié)果IBA 26.29％TMPD1.075％TMHPIB 69.99％TMPDIB 0.13％未知物 1.08％IBA轉(zhuǎn)化率為73.71％。
TMHPIB選擇性為94.95％。
將上述的反應(yīng)液分離出催化劑，經(jīng)脫醛、減壓蒸餾，即脫醛時(shí)收集59-90℃餾份為回收異丁醛可再利用；減壓蒸餾時(shí)，收集144℃-146℃/-0.0945MPa的餾份(目的產(chǎn)物)，將此餾份進(jìn)行氣相色譜分析，其結(jié)果IBA 0.63％TMPD2.58％TMHPIB 95.80％TMPDIB 0.16％未知物 0.05％從以上實(shí)驗(yàn)不難看出以Ba(OH)2·H2O為催化劑合成TMHPIB，其反應(yīng)液降至室溫，分離出催化劑經(jīng)脫醛后，采用簡(jiǎn)單的減壓蒸餾，其TMHPIB質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98.12％-98.57％。如果期望得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)更高(99％以上)的TMHPIB，也可用公知的精餾方法進(jìn)行精制。
權(quán)利要求
1.一種2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇單異丁酸酯的制備方法，以異丁醛為原料，在催化劑存在下，于48-150℃反應(yīng)0.5-8小時(shí)，其反應(yīng)式如下 異丁醛 2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇單異丁酸酯一步合成制得的反應(yīng)液降至室溫，分離出催化劑后的反應(yīng)液再脫醛、減壓蒸餾或精餾，制得目的產(chǎn)物，其特征在于所述的催化劑為堿土金屬氫氧化物，其用量為異丁醛用量的0.5％-10％(重量)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的堿土金屬氫氧化物為Ba(OH)2·H2O，其用量為異丁醛用量的0.5％-10％(重量)。
全文摘要
本發(fā)明涉及2，2，4－三甲基－1，3－戊二醇單異丁酸酯的制備方法，工業(yè)品異丁醛在堿土金屬氫氧化物催化劑存在下，于48℃－150℃反應(yīng)0.5－8h，一步合成得到的反應(yīng)液降至室溫，分離出催化劑后的反應(yīng)液，再經(jīng)脫醛、減壓蒸餾(或精餾)，可制得目的產(chǎn)物，催化劑用量為異丁醛用量的0.5－10％(重量)；上述堿土金屬氫氧化物可為Ba(OH)
文檔編號(hào)C07C69/00GK1417195SQ0114055
公開(kāi)日2003年5月14日 申請(qǐng)日期2001年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月9日
發(fā)明者汪恩棟, 齊向紅, 李德春 申請(qǐng)人:吉化集團(tuán)吉林市江南研究院有限責(zé)任公司