專利名稱：3－甲氧基丙酸甲酯的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種3-甲氧基丙酸甲酯的制備方法，尤其涉及對該方法的改進(jìn)。
背景技術(shù)：
3-甲氧基丙酸甲酯沸點(diǎn)為142～143℃。它是一種重要的有機(jī)合成中間體、精細(xì)化工原料、有機(jī)溶劑，廣泛應(yīng)用于電子工業(yè)，有機(jī)合成、粘合劑和涂料行業(yè)等。
該產(chǎn)品主要制備方法為甲醇-丙烯酸甲酯法。一般用濃度為28～32％的液體甲醇鈉和丙烯酸甲酯(MA)為原料，于40±2℃下進(jìn)行加成反應(yīng)；然后用鹽酸或稀硫酸為中和劑中和甲醇鈉催化劑；最后經(jīng)蒸餾得到目的產(chǎn)物3-甲氧基丙酸甲酯，收率為77～88％，其化學(xué)反應(yīng)式為
上述方法催化劑用量較大，精制過程較復(fù)雜，產(chǎn)品收率低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種改進(jìn)的3-甲氧基丙酸甲酯的制備方法，以降低催化劑用量，提高產(chǎn)品收率等。
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種3-甲氧基丙酸甲酯的制備方法，原料甲醇與MA的摩爾比為2.0～3.0∶1，以重量計，催化劑甲醇鈉或甲醇鉀的用量為甲醇量的5.3～14.3％{[甲醇鈉(甲醇+液體甲醇鈉中的甲醇)]重量×100％，以下同}；首先將需要量的催化劑和甲醇加至反應(yīng)器內(nèi)，強(qiáng)烈攪拌下用至少10小時緩慢將所需要的MA加入其中，繼續(xù)反應(yīng)2～6小時，反應(yīng)溫度為45～60℃；反應(yīng)結(jié)束后，在冷卻和攪拌下，向上述反應(yīng)產(chǎn)物中加入濃硫酸或85％的磷酸，其用量為催化劑摩爾用量的1/2或1/3，維持系統(tǒng)溫度≤35℃，以上反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)精餾塔脫出產(chǎn)品前餾分后，便得到99.5％的3-甲氧基丙酸甲酯。
上述的制備方法，其甲醇與MA的摩爾比為2.4～2.6∶1，以重量計，催化劑甲醇鈉用量為甲醇量的10～11％，反應(yīng)溫度為55±1℃，反應(yīng)時間14小時，其中MA加料時間為12小時(反應(yīng)時間為MA加料時間+加完MA后繼續(xù)反應(yīng)的時間，以下同)。
上述的制備方法，中和催化劑所用的為98％的濃硫酸。
以上所述的制備方法，其回收的產(chǎn)品前餾分循環(huán)利用。
上述的制備方法用于精制產(chǎn)品的精餾塔塔釜內(nèi)設(shè)有攪拌器，以防止塔釜內(nèi)硫酸鈉結(jié)塊。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下積極效果1、催化劑用量少；產(chǎn)品收率明顯提高，其收率為81～91％，比現(xiàn)有技術(shù)高出4～7％。
2、回收產(chǎn)品前的餾分甲醇及其與MA共沸物、過渡餾分，可返回到加成反應(yīng)中再利用；過渡餾分也可與下批產(chǎn)品一起去精餾，可提高產(chǎn)品收率(總收率為96％)，并可防止浪費(fèi)和污染。
3、本發(fā)明制備過程尤其精制過程比較簡單。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)結(jié)合具體實(shí)施方式
，對本發(fā)明進(jìn)一步說明如下實(shí)施例1(1)3-甲氧基丙酸甲酯的合成將32g濃度為28％的甲醇鈉、57g甲醇，加至配有攪拌器、溫度計、恒壓漏斗、回流冷凝器的四口燒瓶中，在強(qiáng)烈攪拌下用12小時緩慢地將86g丙烯酸甲酯滴加到所述的燒瓶中(甲醇∶MA＝2.5∶1mol)，繼續(xù)反應(yīng)用2小時，反應(yīng)溫度為55±2℃。
(2)中和催化劑將8.3g 98％的濃硫酸在冷卻和攪拌下，緩慢加至所述的燒瓶內(nèi)，控制體系溫度≤35℃，燒瓶內(nèi)的物料呈懸浮液狀態(tài)。
(3)未反應(yīng)物料的回收和產(chǎn)品的精制將上述的懸浮液加入到玻璃精餾塔(內(nèi)裝填600mm高的φ2×2θ網(wǎng)環(huán)填料，天大天久科技有限股份公司出品)的塔釜中，該塔釜內(nèi)裝有攪拌器。升溫加熱至塔頂出現(xiàn)回流，保持全回流1小時，然后依次收集產(chǎn)品前餾分①當(dāng)塔頂溫度為55℃，回流比為2∶1時，收集甲醇和未反應(yīng)的MA形成的共沸物餾分；②當(dāng)塔頂溫度升至63～64℃，回流比為3∶1時，收集甲醇餾分；③當(dāng)塔頂溫度升至65～141℃，回流比為7∶1時，收集過度餾分。當(dāng)塔頂溫度為142～143℃，回流比為1～2∶1時，收集產(chǎn)品3-甲氧基丙酸甲酯。當(dāng)塔頂溫度仍處于142～143℃且無餾出物時，抽真空控制壓力為-0.092～0.095Mpa，塔頂溫度為78～80℃，回流比為1～2∶1時，繼續(xù)收集所述的最終產(chǎn)品。最后采出少量重組分，從釜內(nèi)得到13.4g粉末狀硫酸鈉。3-甲氧基丙酸甲酯的收率為87.9％。
實(shí)施例2將50.4g濃度為28％液體甲醇鈉、59.6g的甲醇加至裝有攪拌器、溫度計、恒壓漏斗、回流冷凝器的四口燒瓶中，在強(qiáng)烈攪拌下用10小時將86gMA(甲醇∶MA＝3.0∶1mol)，再反應(yīng)2小時，反應(yīng)溫度為45±2℃，其余催化劑中和、未反應(yīng)物料的回收、產(chǎn)品的精制、均同實(shí)施例1中之(2)、(3)，產(chǎn)品收率為86.4％。
實(shí)施例3除催化劑用28％的甲醇鉀、中和催化劑的濃硫酸為6.4g，其余全部同實(shí)施例1相關(guān)部分。3-甲氧基丙酸甲酯收率為89.0％(甲醇鉀價格比甲醇鈉高5倍)。
實(shí)施例4(回收產(chǎn)品前的餾分循環(huán)利用)實(shí)施例1中回收產(chǎn)品前餾分56g，其中甲醇占82.1％，MA占14.5％，產(chǎn)品3-甲氧基丙酸甲酯占3.4％；將回收的甲醇與補(bǔ)加新鮮的11g甲醇、濃度為28％液體甲醇鈉32g，首先加至實(shí)施例1所述的四口燒瓶中，在強(qiáng)烈攪拌下用12小時將回收的MA和補(bǔ)加的79g新鮮的MA緩慢的滴加至燒瓶內(nèi)，繼續(xù)反應(yīng)2小時，反應(yīng)溫度為55±2℃；其余步聚和工藝條件同實(shí)施例1之(2)、(3)。產(chǎn)品3-甲氧基丙酸甲酯收率為88.1％，總收率為96.3％[(總收率％＝反應(yīng)生成的3-甲氧基丙酸甲酯/原料中新補(bǔ)加的丙烯酸甲酯)摩爾數(shù)×100％]。
實(shí)施例5～11所用原料催化劑和中和催化劑所用的中和劑的組成及其工藝條件和結(jié)果見表1，其余操作過程等同實(shí)施例1。
表1實(shí)施例5～11原料催化劑等組成及其工藝條件和結(jié)果



本發(fā)明均采用氣相色譜進(jìn)行分析。所有催化劑均為山東淄博金豐園化工有限公司出品。
權(quán)利要求
1一種3-甲氧基丙酸甲酯的制備方法，原料甲醇與丙烯酸甲酯的摩爾比為2.0～3.0∶1，以重量計，催化劑甲醇鈉或甲醇鉀用量是甲醇用量的5.3～14.3％；首先將需要量的甲醇和催化劑加至反應(yīng)器內(nèi)，強(qiáng)烈攪拌下至少用10個小時時間將所需要量的丙烯酸甲酯緩慢滴加到其中，再反應(yīng)2～6小時，反應(yīng)溫度為45～60℃；反應(yīng)結(jié)束后，在冷卻和攪拌下，向上述反應(yīng)產(chǎn)物中加入濃硫酸或85％磷酸，其用量為催化劑摩爾用量的1/2或1/3，維持系統(tǒng)溫度≤35℃；以上反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)精餾塔脫出并回收產(chǎn)品前餾分后，得到99.5％的3-甲氧基丙酸甲酯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，甲醇與丙烯酸甲酯的摩爾比為2.4～2.6∶1，以重量計，催化劑甲醇鈉用量為甲醇量的10～11％，反應(yīng)溫度為54～56℃，反應(yīng)時間14小時，其中丙烯酸甲酯加料時間為12小時。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，中和催化劑所用的酸為98％濃硫酸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，回收的產(chǎn)品前餾分循環(huán)利用。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其用于精制產(chǎn)品的精餾塔塔釜內(nèi)設(shè)有攪拌器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種3－甲氧基丙酸甲酯的制法，原料甲醇與MA摩爾比為2.0～3.0∶1，以甲醇鈉或甲醇鉀為催化劑，以重量計，其用量為甲醇量的5.3～14.3％；首先將需要量的催化劑、甲醇加至反應(yīng)器內(nèi)，強(qiáng)烈攪拌下至少用10h將所需要的MA加至其中，繼續(xù)反應(yīng)2～6h，反應(yīng)溫度為45～60℃；反應(yīng)結(jié)束后，在冷卻和攪拌下，向上述反應(yīng)產(chǎn)物中，加入其用量為催化劑摩爾用量的1/2或1/3的濃硫酸或85％的磷酸中和催化劑，維持溫度≤35℃；反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)精制得到目的產(chǎn)物。該制法甲醇與MA的摩爾比為2.4－2.6∶1，甲醇鈉用量為甲醇量的10－11％(wt)，反應(yīng)溫度為54－56℃，反應(yīng)時間為14小時，其中MA加料時間為12小時，回收的產(chǎn)品前餾分可循環(huán)利用，具有收率高，精制簡單催化劑用量少的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號C07C67/00GK1660767SQ20041001139
公開日2005年8月31日 申請日期2004年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月22日
發(fā)明者田振生, 張吉波, 崔中文, 張啟忠, 李志濤, 宋巖, 張鈺, 董薇, 蔣巍, 劉輝 申請人:吉化集團(tuán)公司, 吉林化工學(xué)院化工分離技術(shù)開發(fā)中心