一种2,2-二甲基丁酸的合成方法[发明专利]

(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201811288175.1
(22)申请日 2018.10.31
(71)申请人 永农生物科学有限公司
地址 312300 浙江省绍兴市杭州湾上虞经
济技术开发区
(72)发明人 吴承骏　谭壬海　滕忠华　陈军化　
秦欣　
(74)专利代理机构 北京维正专利代理有限公司
11508
代理人 杨文科
(51)Int.Cl.
C07C 51/09(2006.01)
C07C 53/128(2006.01)
(54)发明名称
一种2,2-二甲基丁酸的合成方法
(57)摘要
本发明涉及农药合成技术领域，公开了一种
2,2-二甲基丁酸的合成方法，使用氯代叔戊烷制
备格氏试剂，然后与酯类化合物反应生成2,2-二
甲基丁酸酯，继而经水解得到2,2-二甲基丁酸。

避免了传统的生产方法中采用大量硫酸的缺陷，
降低了工作人员的危险性，并且使用一些常规的
化学试剂即可制备出2,2-二甲基丁酸，方便制得
2,2-
二甲基丁酸。

权利要求书1页 说明书3页CN 109516911 A 2019.03.26
C N 109516911
A
1.一种2,2-二甲基丁酸的合成方法，其特征在于：使用氯代叔戊烷制备格氏试剂，然后与酯类化合物反应生成2,2-二甲基丁酸酯，继而经水解得到2,2-二甲基丁酸。

2.根据权利要求1所述的一种2,2-二甲基丁酸的合成方法，其特征在于：所述格氏试剂与酯类化合物的反应在四氢呋喃以及2-甲基四氢呋喃中的一种进行。

3.根据权利要求1所述的一种2,2-二甲基丁酸的合成方法，其特征在于：所述格氏试剂与酯类化合物的反应在四氢呋喃与含有苯基的有机溶剂的混合溶剂中进行，其中四氢呋喃的物质的量至少是原料氯代叔戊烷的物质的量的两倍，且含有苯基的有机溶剂用于稀释作用，用量满足物料的悬浮以及流动性。

4.根据权利要求1所述的一种2,2-二甲基丁酸的合成方法，其特征在于：所述酯类化合物为氯甲酸酯或碳酸酯中的一种。

5.根据权利要求4所述的一种2,2-二甲基丁酸的合成方法，其特征在于：所述酯类化合物为氯甲酸甲酯、氯乙酸甲酯、氯异丙酸甲酯以及碳酸二甲酯中的一种。

6.根据权利要求4所述的一种2,2-二甲基丁酸的合成方法，其特征在于：所述格氏试剂与氯甲酸酯或者碳酸酯的物质的量之比为3:(6-10)。

权　利　要　求　书1/1页CN 109516911 A
一种2,2-二甲基丁酸的合成方法
技术领域
[0001]本发明涉及农药合成的技术领域，更具体地说，它涉及一种2,2-二甲基丁酸的合成方法。

背景技术
[0002]二甲基丁酸是农药杀螨剂螺螨酯重要的中间体，同时也是心血管药辛伐他汀的中间体，也可用于塑料盒橡胶行业，其合成工艺研究有重要的社会和经济价值。

[0003]化学名称：2,2-二甲基丁酸；分子式：C6H6O2；其结构式为：
[0004]
[0005]目前，工业化生产二甲基丁酸的方法是采用异戊醇和甲酸在硫酸催化下反应制得二甲基丁酸，该方法的缺点是在反应的过程中会产生大量的废硫酸，这些大量的废硫酸处理困难，而且通过上述的方法所生产出的二甲基丁酸收率很低。

同时上述的制备方法对其反应的设备腐蚀严重，操作的工作人员危险性高，环境污染大。

发明内容
[0006]本发明的目的在于提供一种2,2-二甲基丁酸的合成方法，避免了传统的生产方法中采用大量硫酸的缺陷，降低了工作人员的危险性，并且使用一些常规的化学试剂即可制备出2,2-二甲基丁酸，方便制得2,2-二甲基丁酸。

[0007]本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
[0008]一种2,2-二甲基丁酸的合成方法，使用氯代叔戊烷制备格氏试剂，然后与酯类化合物反应生成2,2-二甲基丁酸酯，继而经水解得到2,2-二甲基丁酸。

[0009]通过上述方式，避免了传统的生产方法中采用大量硫酸的缺陷，降低了工作人员的危险性，并且使用一些常规的化学试剂即可制备出2,2-二甲基丁酸，方便制得2,2-二甲基丁酸。

[0010]作为本发明的进一步改进，所述格氏试剂与酯类化合物的反应在四氢呋喃以及2-甲基四氢呋喃中的一种进行。

[0011]作为本发明的进一步改进，所述格氏试剂与酯类化合物的反应在四氢呋喃与含有苯基的有机溶剂的混合溶剂中进行，其中四氢呋喃的物质的量至少是原料氯代叔戊烷的物质的量的两倍，且含有苯基的有机溶剂用于稀释作用，用量满足物料的悬浮以及流动性。

[0012]通过采用上述技术方案，格氏反应必须在无水的环境下进行，并且为了避免在格氏试剂与酯类化合物在反应过程中产生较多的偶联副反应，所以使用上述的有机溶剂，从而使得2,2-二甲基丁酸的产量更高。

[0013]作为本发明的进一步改进，所述酯类化合物为氯甲酸酯或碳酸酯中的一种。

[0014]作为本发明的进一步改进，所述酯类化合物为氯甲酸甲酯、氯乙酸甲酯、氯异丙酸
甲酯以及碳酸二甲酯中的一种。

[0015]作为本发明的进一步改进，所述格氏试剂与氯甲酸酯或者碳酸酯的物质的量之比为3:(6-10)。

[0016]综上所述，本发明的优点和有益效果是：
[0017]本发明通过新制备氯化叔戊烷制备格氏试剂，再在格氏试剂中添加酯类化合物，使得酯类化合物与格氏试剂发生反应，最后水解得到2-二甲基丁酸，避免了传统的生产方法中采用大量硫酸的缺陷，降低了工作人员的危险性，并且使用一些常规的化学试剂即可制备出2,2-二甲基丁酸，方便制得2,2-二甲基丁酸。

具体实施方式
[0018]实施例1：
[0019]氯代叔戊烷的制备。

[0020]在500ml的四口烧瓶中投入68.07g(0.766mol)的叔戊醇(AR级)，接着将质量分数为30％的盐酸(0.22mol)加入至上述的四口烧瓶中，室温下搅拌12小时，GC跟踪至原料转化完毕，且氯代叔戊烷含量≥97％。

[0021]静置分层，上层无色油状物为产物氯代叔戊烷，下层水溶液用100ml的甲苯萃取两次，并且将两次萃取得到的萃取液与上层油状物的氯代叔戊烷合并。

接着使用50ml的水洗涤，并且静置分层；再加入无水硫酸钠干燥，接着使用50ml水洗涤甲苯与氯代叔戊烷的混合溶液，最后过滤，得到氯代叔戊烷的甲苯溶液162g，GC定量分析得到氯代叔戊烷的含量为47.38％，收率为94.97％。

[0022]实施例2：
[0023]格氏试剂的制备。

[0024]在惰性气体氮气的保护下向干燥的250ml的四口烧瓶内加入干燥处理过的溶剂四氢呋喃10ml和5g的上批次格氏母液，再加入新鲜镁条7.74g(0.32mol)，室温下搅拌，先滴加20g甲苯，并且搅拌10-15min引发反应。

[0025]当四口烧瓶内的温度超过25℃时，使用冷水浴，将四口烧瓶内液体的温度控制为20-25℃，并且滴加实施例1中制备的氯代叔戊烷66.8g，同时滴加200ml的甲苯，在1小时内滴加完毕。

[0026]滴加完毕后将四口烧瓶内的反应体系升温至40-45℃，保温反应2小时，取样GC分析，当叔戊基氯化镁的转化率≥90％时，反应停止。

[0027]实施例3：
[0028]2,2-二甲基丁酸的制备。

[0029]将实施例2的四口烧瓶内的物料温度降温至20-25℃备用。

将170g(AR级1.8mol)的氯甲酸甲酯添加至干燥的250ml的四口烧瓶内，接着将降温后的实施例2的四口烧瓶内的物料滴加至含有氯甲酸甲酯的四口烧瓶内，要求1-1.5小时滴加完毕，并且继续将温度保持在20-25℃，GC跟踪至原料转化完毕后结束保温；去除溶剂之后得到产物2,2-二甲基丁酸甲酯。

[0030]减压蒸馏并接收含甲苯氯甲酸甲酯160-170克，停止蒸馏。

[0031]残余物料降温至30℃，缓慢加入质量分数为30％的氢氧化钠溶液120g(0.9mol)，
升温至100℃，回流3小时。

[0032]降温至常温后加入100ml甲苯，且用质量分数为30％的盐酸(工业级)中和反应体系至pH≤3。

分层，并且用100ml甲苯分两次萃取水层。

[0033]合并有机相得到2,2-二甲基丁酸的甲苯溶液125g，HPLC定量分析得2,2-二甲基丁酸的含量为22.27％。

减压浓缩至反应液的温度为90℃，得到浅黄色的液体，即2,2-二甲基丁酸28g，含量97％，合成总收率78％。

[0034]实施例4：
[0035]与实施例3的区别在于，将氯甲酸甲酯提换为碳酸二甲酯，且碳酸二甲酯的用量为160g，加料完毕后保温30min，取样分析至反应完全。

[0036]减压蒸馏并接收含混合液180克，停止蒸馏。

[0037]残余物料降温至30℃，缓慢加入质量分数为30％的氢氧化钠溶液120g(0.9mol)，升温至100℃，回流3小时。

[0038]降温至常温后加入100ml甲苯，且用质量分数为30％的盐酸(工业级)中和反应体系至pH≤3。

分层，并且用100ml甲苯分两次萃取水层。

[0039]合并有机相减压回收溶剂，得到2,2--二甲基丁酸29.5g，含量97.5％，合成收率82.6％。

[0040]以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。

应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。