[发明专利]利用阳离子交换树脂催化合成α-溴代异丁酸叔丁酯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用阳离子交换树脂催化合成α-溴代异丁酸叔丁酯的方法，属于有机化 学合成技术领域。

背景技术

α-溴代异丁酸叔丁酯作为一种无色透明液体，易溶于二氯甲烷、氯仿、DMF等有机溶剂， 是合成头孢他啶的一种重要中间体原料。目前国内合成α-溴代异丁酸叔丁酯的方法主要有两 种：一是利用α-溴代异丁酰溴或α-溴代异丁酰氯与叔丁醇进行反应，该方法存在转化率低、 工艺反应时间长的问题；二是利用α-溴代异丁酸与异丁烯进行酯化反应，采用质子酸作为催 化剂，该方法中的废水产生量大，且对设备腐蚀严重，存在环境污染问题。CN201310157153.2 公开了采用浓硫酸作为催化剂来合成α-溴代异丁酸叔丁酯，但是浓硫酸对设备的腐蚀严重， 同时中和浓硫酸产生的废水量较大，且其中的异丁烯聚合严重，导致产品的纯度较低； CN201210472431.9公开了在反应精馏装置中合成叔丁酯类化合物，由于α-溴代异丁酸沸点 高，在精馏塔中不利于与原料酸进行分离，连续进料的能耗大，且叔丁酯类化合物在酸性高 温条件下不稳定易于分解，异丁烯也容易聚合。因此，有必要对α-溴代异丁酸叔丁酯的合成 工艺进行研究。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用阳离子交换树脂催化合成α-溴代异丁酸叔丁酯的方法，解 决现有工艺中存在的废水产生量大，设备腐蚀严重、聚合物含量高等问题，具有工艺过程简 洁、产品纯度高的特点。

本发明所述的利用阳离子交换树脂催化合成α-溴代异丁酸叔丁酯的方法，是以α-溴代异 丁酸与异丁烯为反应原料，然后添加溶剂和阻聚剂，以阳离子交换树脂作为催化剂进行酯化 反应，得到α-溴代异丁酸叔丁酯。所述阳离子交换树脂为D001、D003、CH-A、CH-B、732、 CHR-06中的一种或多种。

其中：

所述α-溴代异丁酸与异丁烯的摩尔比1:1.1-1.3。

所述溶剂为二氯甲烷、氯仿、乙腈、DMF、THF、DMSO中的任意一种，优选二氯甲烷。

所述阻聚剂为叔丁基邻苯二酚、对羟基苯甲醚、2,5-二叔丁基对苯二酚、二苯胺中的一种 或多种。

本发明包括以下步骤：

(1)向反应釜中加入α-溴代异丁酸，然后加入溶剂、阳离子交换树脂和阻聚剂搅拌均匀；

(2)向反应釜中通入异丁烯后保温进行反应，反应完毕后用有机碱进行中和，经减压蒸 馏后得到α-溴代异丁酸叔丁酯。

其中：优选的技术方案如下：

所述步骤(1)中以α-溴代异丁酸、溶剂、阻聚剂和阳离子交换树脂的总质量为100％计， 阳离子交换树脂的用量为0.5-2wt％。

所述步骤(2)中反应温度为20-80℃，优选40-45℃；反应时间为2-6h。

所述步骤(2)中有机碱为三乙胺，用有机碱中和至pH为6.5-7。

所述步骤(2)中常压蒸馏温度为80-85℃。

本发明的有益效果如下：

本发明制得的产品收率为80-90％，纯度达到98％以上，选用的阳离子交换树脂具有催化 活性高、选择性好、对设备的腐蚀性小、使用寿命长、容易回收重复利用、能耗低、产生废 水少的特点，对于节约生产成本和安全环保具有很高的经济价值。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明做进一步描述。

实施例1

利用阳离子交换树脂催化合成α-溴代异丁酸叔丁酯的方法如下：

向容量为500mL的三口瓶中加入100gα-溴代异丁酸、200g二氯甲烷、1g对羟基苯甲醚、 10g叔丁醇，然后加入5gD003型阳离子交换树脂，控制温度为40℃，并做好回流。回流开 始后，在2h内通入50g异丁烯进行反应，保温2h后得到反应液，反应完毕后过滤出阳离子 交换树脂，反应液用三乙胺调整pH为6.5，然后先在80℃下进行常压蒸馏，再经减压蒸馏后 得到115gα-溴代异丁酸叔丁酯，纯度98.2％。

实施例2

利用阳离子交换树脂催化合成α-溴代异丁酸叔丁酯的方法如下：