[发明专利]一种5‑溴戊酸的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种有机中间体的制备方法，具体涉及5-溴戊酸的制备方法，属化工技术领域。

背景技术

5-溴戊酸是一种重要的医药、化工中间体，广泛应用于医药、兽药、农药，以及纺织工业、染料工业等领域。

中国专利“一种5-溴戊酸的制备方法”，公开号：CN102643188，公开日：2012.08.22，公开了一种5-溴戊酸的制备方法：①在65±10℃和相转移催化剂条件下，30％氰化钠溶液缓慢滴加至1,4-二溴丁烷中，滴加完后在70±5℃温度条件下反应3h，有机层水洗后用无水硫酸钠干燥，再精馏得到5-溴戊腈；②在100～110℃温度下，70％的硫酸溶液中，5-溴戊腈水解得到5-溴戊酸。但是上述现有技术也存在明显的缺陷与不足：一是制备方法中使用了剧毒物质氰化钠溶液，安全风险高；二是1,4-二溴丁烷原料价格较高，使得5-溴戊酸生产成本高。

期刊名称：《化工矿物与加工》，2004年第4期，论文“5-溴戊酸的合成研究”公开了一种5-溴戊酸的合成方法，该方法以1,5-戊二醇为原料、苯作溶剂、分水剂、吸水剂,用溴化氢卤化反应一步制取5-溴戊醇,然后以二氯甲烷作溶剂、冠醚作催化剂,用KMnO4氧化5-溴戊醇制得5-溴戊酸。该制备方法的不足之处在于：一是使用了毒性大的一类溶剂苯，降低了产品的安全性；二是1,5-戊二醇价格高，导致5-溴戊酸的生产成本高。

中国专利“5-溴戊酸的制造方法”，公开号：CN1757624，公开日：2006.04.12，公开了一种5-溴戊酸的制造方法：该方法是将干燥的溴化氢气体直接通入含有δ-戊内酯的有机溶剂中，δ-戊内酯发生开环反应生成5-溴戊酸，溴化氢气体的摩尔量为δ-戊内酯的摩尔量的1～2倍。但是δ-戊内酯价格高，导致5-溴戊酸的生产成本很高。

发明内容

本发明的目的是提供一种5-溴戊酸的制备方法，该方法制备的5-溴戊酸的成本低、收率高、纯度高，该制备方法简单易控、安全性高，适于工业化生产。

实现本发明的技术方案是：

一种5-溴戊酸的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

1)水解反应，将5-氯-3-戊烯酸酯、碳酸碱金属盐和水混合，50～100℃回流反应5～15h，得到反应液A；

2)氢化反应，将反应液A和催化剂投入反应釜中，向反应釜中充氮气，氮气置换空气后通入氢气至压力为0.1～1Mpa，在60～100℃及搅拌条件下反应5～25h，过滤后得滤液B,催化剂为质量百分含量为1～5％Pd/C或1～5％Pd/CaCO₃,Pd可以充分地分布于碳或碳酸钙表面，催化活性高。

3)溴代反应，将滤液B旋转蒸发至无液体蒸出，然后加入溴化钠和水，滴加硫酸，80～100℃回流反应7～10h，冷却至室温，得到溶液C；

4)分离纯化，向溶液C加入甲苯萃取，甲苯层用水洗涤除去杂质，减压回收甲苯，得到5-溴戊酸。

上述化学反应式如下：

上式中R为C1～C4的烷基。

本发明步骤1)所述5-氯-3-戊烯酸酯为5-氯-3-戊烯酸甲酯、5-氯-3-戊烯酸乙酯、5-氯-3-戊烯酸丙酯、5-氯-3-戊烯酸丁酯之中的一种或多种。本发明所述5-氯-3-戊烯酸酯采用1,3-丁二烯和氯甲酸酯在催化剂和溶剂中经酰化加成反应一步得到。

本发明步骤1)所述碳酸碱金属盐为碳酸锂、碳酸钠、碳酸钾之中的一种或多种，优选为成本低廉的碳酸钠。

本发明步骤1)所述5-氯-3-戊烯酸酯、碳酸碱金属盐、水的摩尔比为1:2～4:30～50。

本发明步骤2)所述催化剂质量为5-氯-3-戊烯酸酯质量的1.0～2.5％。

本发明步骤3)所述硫酸用量为5-氯-3-戊烯酸酯摩尔量的2～4倍，硫酸的质量百分含量为98％；所述溴化钠用量为5-氯-3-戊烯酸酯摩尔量的2～4倍，硫酸和溴化钠作为溴代试剂。

本发明水解反应、氢化反应、溴化反应均采用GC(Gas Chromatography，气相色谱，简称GC)监控反应程度，在水解反应、氢化反应、溴化反应结束时，水解反应、氢化反应、溴化反应的转化率均达到98％。

本发明的有益效果在于:

1、本发明以5-氯-3-戊烯酸酯为起始原料，水解、氢化和溴代反应彻底，成品5-溴戊酸收率高、纯度高，5-溴戊酸收率在83.4％～88.9％之间，纯度在97％～98％之间。