3_甲氧基丙酸甲酯合成工艺研究

)
[ 7]
;
含氮杂环化合物:
[ 10]
吡啶 , N-甲基咪唑及 1 , 8 -二氮杂二环 [ 5 . 4 . 0] 十一 ; 强碱型阴离子交换树脂
-
; ;
乙二醇 甲醇
单甲醚的碱金属盐 CH 3OCH 2 CH 2 O M
+ [ 4]
。在以上几种方法中, 比较方便适用的是在
[ 6, 11 ]
甲醇钠的催化作用下, 甲醇和 MA 的加成反应。 据文献 介绍, 以甲醇钠作催化剂的合成工 反应时间长 , 达 12 h 以上; 艺存在一些不足之处:
[1 -6 ]
以上
[ 11]
, 甚至达到 4 . 5 1 ;
[ 6]
产率偏低 , 文献 [ 6]
中 MM P 的产率为 65 % , 文献 [ 11] 中 MMP 的产率为 85. 1 % ~ 91 . 4% 。为了克服上述缺点 , 我们用正交 实验法对该合成工艺进行了研究。
的有机溶剂和有机合成中间体 , 广泛用于电子工业、 清洗行业、 涂料行业及有机合成等领域 。据文献 介绍 , MM P主要由甲醇和丙烯酸甲酯 ( MA ) 在催化 剂的作用下加成得到, 所用催化剂主要有以下几种: 二 ( 乙酰丙酮 ) 合镍 ( 碳-5 烯 钠
2 结果与讨论
2 . 1 MM P 的 M S 、H NM R 和 IR 鉴定 M S ( E I), m / z : 118 ( M , 0 . 8 ), 103 ( 22) , 88 ( 28 ) , 87 ( 27 ), 71 ( 14 ) , 58 ( 16 ) , 45 ( 100 ), 15 ( 51)。H NMR ( CDC l3 作 溶 剂, TM S 作 内 标 ) , : 3 . 71( s , 3H, 酯 OCH 3 ) , 3 . 65 ( , t J= 6 . 3 Hz , 2H, -CH 2 ) , 3 . 36( s , 3 H, 醚 OCH 3 ) , 2 . 59( , t J= 6 . 3H z , 2 H, -CH 2 )。 I R ( 液膜 法 ) , (
L9 ( 3 ) Fac tors and levels of the orthogonal exper i m en t
B n (甲醇钠 ) n (M A ) 0 . 01 1 0 . 02 1 0 . 03 1 C 反应温度 / 40 50 60
4
用 GC 测定产品纯度。色谱条件为: 毛细管色 谱柱 20 m 0 . 53 mm, 固定液为 DB-17( 中等数 性 ) ; 氢 火 焰离 子 化检 测 器; 柱 温采 用 程 序升 温 : 60 保持 1 m in , 然后 30 /m in 升温至 120 120 保持 1 m in ; 气化室 150 ; 检测器 200 ,在 ;用
甲醇用量大, 甲醇与 MA 的物质的量之 比在 2 1
收稿日期 : 2007-03-12
作者简介 : 秦丙昌 ( 1963- ) , 男 , 河南林州人 , 安阳师范学 院教授 , 郑州 大学在 职硕士 研究生 , 师从 廖新成 教授 , 主要从 事 有机合成教学与 科研工作。电话 : 13949519549, E- m ai:l bingchangq in@ sina . com
序号 1 2 3 4 MM P 产率 /% 97 . 3 97 . 5 97 . 2 97 . 3
由表 3 可知 , 4 次优化实验的结果比较稳定 , 产 率均在 97% 以上, 平均值 97 . 3 % , 再现性好。 2 . 3 MM P 纯度的测定
D 反应时间 /h 2. 5 3 121 . 99 , 1 076 . 66 , 1020. 48 ( 醚 和酯 的
C O
)。以 上 结 果 证 明 所 得 产 物 为 目 标 化 合 物
MMP。 2 . 2 正交实验和优化实验结果 在前期实验的基础上 , 确定了影 响 MMP 产率 的主要因 素为: n ( 甲醇 ) n ( MA )、 n ( 甲醇钠 ) n ( MA )、 反应温度 及反应 时间 ( 从滴加 MA 开始 计 时 )。为了减少实验次数, 节约实验材料, 采用正交 实验法优化工艺参数。合成 MMP 的正交实验因素 与水平见表 1 , 正交实验结果见表 2 。
表 1 L9 ( 34 )正交实验因素与水平 Tab le 1
A n ( 甲醇 ) n ( MA ) 1 2 3 1. 1 1 1. 2 1 1. 3 1
在此条件下进行了 4次优化实验 , 结果见表 3 。
表 3 优化实验结果 Table 3 R esu lts of op ti m al exper i m en ts
Study on the synthetic process of m ethyl 3 -m ethoxypropionate
QI N B ing-chang , CH EN Jing , LIAO X in-cheng , QU L ing-bo
1 , 2 2 1 1 , 2
(1 . D epartm ent o f Che m istry , Zhengzhou U niversity , Zhengzhou 450052, China ; 2. College o f Che m istry and Che m ica l Eng ineer ing , Anyang N orma lU n ive rsity , Anyang 455000 , Ch ina)
摘
要 : 以甲醇和丙烯酸甲酯 ( MA ) 为原料 , 甲醇 钠为催化剂 , 合成了 3甲氧基 丙酸甲酯 (MM P ) 。 用正交实验 法优 , 反应时间 3. 5 h时 , MM P 的产率可达 97% 以上。将分馏时所得前馏分进行套用后 , MM P 的产率可达 98. 9 %。
化了反应条件 , 结果表明 , 当 n ( 甲醇 ) n ( 丙烯酸甲 酯 ) = 1. 2 1 , n ( 甲 醇钠 ) n ( 丙烯酸 甲酯 ) = 0. 02 1, 反应 温度 50 气相色谱分析表明 , 产品纯度在 99 . 6 % 以上。 关键词 : 3甲氧基丙酸甲酯 ; 丙烯酸甲酯 ; 甲醇 ; 甲醇钠 ; 加成反应 中图分类号 : TQ 225 . 4 文献标识码 : A 文章编号 : 1671- 3206( 2007) 06- 0596- 03
1 2 3 4 5
1
Table 2 Resu lts and ana lysis of th e orthogonal exp eri m ent
编号 A 1 1 1 2 2 2 3 3 3 275. 8 284. 1 277. 9 91. 9 94. 7 92. 6 2. 8 A2 B 1 2 3 1 2 3 1 2 3 273. 2 284. 9 279. 7 91. 1 95. 0 93. 2 3. 9 B2 C 1 2 3 2 3 1 3 1 2 270 . 8 284 . 4 282 . 6 90 . 3 94 . 8 94 . 2 4 . 5 C2 D 1 2 3 3 1 2 2 3 1 273 . 6 281 . 9 282 . 3 91 . 2 94 . 0 94 . 1 2 . 9 D3 MM P 产率 /% 85. 2 96. 4 94. 2 95. 4 95. 8 92. 9 92. 6 92. 7 92. 6
0 m ax 1 +
6 7 8 9 K1 K2 K3 k1 k2 k3 极差 R 优水平
/c m : 2 987 . 13 ,
C H
- 1
2 953 . 39 , 2 896 . 63 , 2 816 . 55 (
C O
); 1 742 . 31
C H
); 1 439 . 16 , 1 389 . 96 , 1 360 . 89 (
A bstract : M ethy l 3 -m eth oxyprop io na te ( MMP ) w as prepared from m ethano l and m ethy l acry late ( MA ) using sodiu m m ethox id e as cata ly s. t The reactio n conditio ns w ere opt i m ized through orthogonal m ethod . T he resu lts show s that the opt i m um preparation condit io ns w ere as fo llow s : the m o le ratio o f m ethano l to MA w as 1 . 2 1 , mo le ratio o f sodium m ethox ide to MA w as 0 . 02 1 , react io n temperature w as 50 and reaction ti m e w as 3 . 5h . Under such conditio ns , m ore than 97 % y ield o fMM P cou ld be obta in ed . Experi m ents also proved that when the head fract io n w as cyclically used , th e yie ld ofMM P could reach 98 . 9 %. Determ in ed by gas chrom atography, the purity o f the product ( MM P) w as m ore than 99 . 6 %. K ey words : m ethy l 3 -m ethoxypropionate ; m ethy l acry late ; m ethano;l sod ium m ethox ide; addit io n reac tion 3 甲氧基丙酸甲酯 ( MM P ) 是无色有特殊 香味 的液体, 沸点 142~ 143 , 对人体无毒 , 是一种重要