3，3-二甲基丁醛的制备方法

摘要

本发明提供一种3，3-二甲基丁醛的制备方法，其主要包含步骤：在3，3-二甲基丁酰氯中加入缚酸剂、催化剂、辅助催化剂、溶剂，在一定的H2压力下反应，获得所述3，3-二甲基丁醛。其中所述缚酸剂选自无机碱或有机碱，催化剂选自可回收重复利用的贵重金属，辅助催化剂为金属盐。本发明所述的方法，适于大规模工业生产3，3-二甲基丁醛，该方法原料廉价易得，克服了常压反应时大量氯化氢气体排向大气的缺点，对环境友好，反应完全，产品收率高，纯度高，后处理简单，生产成本低。

权利要求

1.3,3-二甲基丁醛的制备方法，其特征在于，包含步骤：在3,3-二甲基丁酰氯中加入缚酸剂、催化剂、辅助催化剂和非质子溶剂，在H2压力下反应，获得所述3,3-二甲基丁醛，其中所述缚酸剂选自无机碱或有机碱，催化剂选自可回收重复利用的贵重金属，所述贵重金属为5-20%无水Pd/C、BaSO4/Pd/C、5-20%Pt/C、PtO2或Ni，辅助催化剂为金属盐，所述金属盐为CeCl3、CuCl、MgCl2或FeCl2。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述缚酸剂的用量为3,3-二甲基丁酰氯摩尔量的1-2倍，催化剂的用量为3,3-二甲基丁酰氯重量的1-10%，辅助催化剂的用量为3,3-二甲基丁酰氯重量的3-20%，非质子溶剂的用量为3,3-二甲基丁酰氯体积的2-10倍。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂的用量为3,3-二甲基丁酰氯重量的2-5%。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述H2压力为

10-1000psi，反应温度为室温～200℃。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述H2压力为20-100psi。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述无机碱选自碳酸钾、碳酸钠、碳酸锂、碳酸氢钾、醋酸钠中的至少一种；所述有机碱选自三乙胺、二异丙基乙基胺、N-甲基吗啉、DBU、吡啶、甲基吡啶、二甲基吡啶中的至少一种。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述非质子溶剂选自甲苯、二甲苯、甲基叔丁基醚、乙二醇二甲醚、二氧六环、乙酸乙酯、苯甲醚、DMF、THF中的至少一种。

说明书

3，3-二甲基丁醛的制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及3，3-二甲基丁醛，尤其涉及3，3-二甲基丁醛的制备方法。

背景技术

[0002] 纽甜(Neotame)是一种新型的二肽类强力甜味剂，是阿斯巴甜的衍生物，其稳定性和使用成本均优于阿斯巴甜，问世以来深受世界食品界的关注。2002年7月，FDA正式批准纽甜在食品中使用。中国也于2003年4月批准纽甜在各种食品中使用，按生产需要量添加。3，3二甲基丁醛是合成纽甜的重要中间体，其纯度和成本直接影响纽甜的甜味纯正度和价格，

[0003] 现有的合成3，3-二甲基丁醛(DMBA)的方法主要有：

[0004] 方法一：异丁烯乙烯酸水合氧化法(请参照第US 6,573,409号专利，授权公告日为2003年6月3日)

[0005]

[0006] 该方法虽然原料易得但对生产设备要求相当高，副反应多，产品纯度较低。

[0007] 方法二：醋酸钯氢气催化还原丁酸法(请参照第US 2004/0210094号专利，公开日为2004年10月21日)

[0008]

[0009] 该方法所用贵重金属催化剂用过不可回收，产品成本高。

[0010] 方法三：次氯酸钠氧化丁醇法(请参照第US 5,856,584号专利，授权公告日为1999年1月5日)

[0011]

[0012] 该方法收率较高，可达80％，但是所得产品纯度较低，且反应剧烈放热，大生产较难易控制。

[0013] 方法四：氢气钯碳还原酰氯法(请参照“3，3-二甲基丁醛的合成工艺研究”，厦门大学学报(自然科学版)2009年，第48卷，第4期，第559-563页)。

[0014]

[0015] 该方法常压通氢气反应，反应条件较温和，但有大量的氯化氢酸性气体排向大气，对环境污染严重，所有氢气量很大，且收率不高。

[0016] 因此找到一种低成本高纯度的3，3-二甲基丁醛的制备方法非常重要。

发明内容

[0017] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种新型实用的可大规模工业化生产3，3-二甲基丁醛的方法。

[0018] 本发明提供的3，3-二甲基丁醛的制备方法，其主要包含步骤：在3，3-二甲基丁酰氯中加入缚酸剂、催化剂、辅助催化剂、非质子溶剂，在H2压力下反应，获得所述3，3-二甲基丁醛。其中所述缚酸剂选自无机碱或有机碱，催化剂选自可回收重复利用的贵重金属，辅助催化剂为金属盐。

[0019] 所述缚酸剂的用量为3，3-二甲基丁酰氯摩尔量的1-2倍，催化剂的用量为3，3-二甲基丁酰氯重量的1-10％，辅助催化剂的用量为3，3-二甲基丁酰氯重量的3-20％，溶剂的用量为3，3-二甲基丁酰氯体积的2-10倍。所述催化剂的用量优选为3，3-二甲基丁酰氯重量的2-5％。

[0020] 所述H2压力为10-1000psi，反应温度为室温～200℃。所述H2压力优选为20-100psi。

[0021] 所述无机碱选自碳酸钾、碳酸钠、碳酸锂、碳酸氢钾、醋酸钠中的至少一种；所述有机碱选自三乙胺、二异丙基乙基胺、N-甲基吗啉、DBU、吡啶、甲基吡啶、二甲基吡啶中的至少一种。

[0022] 所述可回收重复利用的贵重金属选自5-20％无水Pd/C、BaSO4/Pd/C、5-20％Pt/C、PtO2、Ni中的至少一种。

[0023] 所述金属盐选自CeCl3、CuCl、MgCl2、FeCl2中的至少一种。

[0024] 所述非质子溶剂选自甲苯、二甲苯、甲基叔丁基醚、乙二醇二甲醚、二氧六环、乙酸乙酯、苯甲醚、DMF、THF中的至少一种。

[0025] 本发明所述的制备方法，其反应方程式为：

[0026]

[0027] 本发明所述的方法，适于大规模工业生产3，3-二甲基丁醛，该方法原料廉价易得，无常压反应时大量氯化氢气体排向大气的缺点，对环境友好，反应完全，产品收率高，纯度高，后处理简单，生产成本低。

[0028] 为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，作详细说明如下。

具体实施方式

[0029] 实施例1

[0030] 取10L高压加氢反应釜用高纯氮气置换三次加入1L 3，3-二甲基丁酰氯、3L无水甲苯、20g 10％Pd/C、1.2kg碳酸钾、40g CeCl3，拧好反应釜，依次用高纯氮置换三次，高纯氢置换三次，控制釜内压力为40psi，搅拌速度为1000转每分钟，缓慢升温至130℃，反应约2小时，不再吸氢表明反应完毕。待降至室温氮气置换三次，过虑回收Pd/C，滤液用精馏柱收取100-105℃馏分，得产品680g，收率94％，GC 98.7％。

[0031] 实施例2

[0032] 取10L高压加氢反应釜用高纯氮气置换三次加入1.5L 3，3-二甲基丁酰氯、3L无水二氧六环、40g 10％Pt/C、950g无水吡啶、60g CuCl，拧好反应釜，依次用高纯氮置换三次，高纯氢置换三次，控制釜内压力为25psi，搅拌速度为1000转每分钟，缓慢升温至120℃，反应约1.5小时，不再吸氢表明反应完毕。待降至室温氮气置换三次，过虑回收Pt/C，滤液用10L5％食盐水洗去溶剂，所得油状物用精馏柱精馏，收取100-105℃馏分，得产品
970g，收率90％，GC99.2％。

[0033] 实施例3

[0034] 取10L高压加氢反应釜用高纯氮气置换三次加入1.5L 3，3-二甲基丁酰氯、4L乙二醇二甲醚、60g 5％Pd/C、1kg碳酸锂、50g MgCl2，拧好反应釜，依次用高纯氮置换三次，高纯氢置换三次，控制釜内压力为60psi，搅拌速度为1000转每分钟，缓慢升温至100℃，反应约4小时，不再吸氢表明反应完毕。待降至室温氮气置换三次，过虑回收Pd/C，滤液用15L 5％食盐水洗涤，所得油状物用精馏柱收取100-105℃馏分，得产品950g，收率88％，GC
99.0％。

[0035] 实施例4

[0036] 取10L高压加氢反应釜用高纯氮气置换三次后加入1.5L3，3-二甲基丁酰氯、4.55L乙酸乙酯、30g 5％Pt/C、1.3kg 2-甲基吡啶、30g FeCl2，拧好反应釜，依次用高纯氮置换三次，高纯氢置换三次，控制釜内压力为70psi，搅拌速度为1000转每分钟，缓慢升温至120℃，反应约5.5小时，不再吸氢表明反应完毕。待降至室温氮气置换三次，过虑回收Pt/C，滤液用10L5％食盐水洗去溶剂，所得有机层用精馏柱精馏，收取100-105℃馏分，得产品965g，收率89.4％，GC 99.4％。

[0037] 实施例5