3,3-二甲基-2-氧代丁酸及其钠盐的制备方法技术

本申请涉及3,3‑二甲基‑2‑氧代丁酸及其盐的制备方法，该方法使用亚氯酸钠作为氧化剂、在催化剂存在下通过如下反应制备3,3‑二甲基‑2‑氧代丁酸钠，可以进一步将该钠盐酸化得到游离酸。

【技术实现步骤摘要】
3,3-二甲基-2-氧代丁酸及其钠盐的制备方法
本申请涉及3,3-二甲基-2-氧代丁酸及其钠盐的制备方法。
技术介绍
3,3-二甲基-2-氧代丁酸及其钠盐是制备农药嗪草酮的重要中间体，现有技术中报道了多种氧化3,3-二甲基-2-羟基丁酸钠来制备该化合物的方法。美国专利US3,905,801公开了用高锰酸钾氧化3,3-二甲基-2-羟基丁酸制备3,3-二甲基-2-氧代丁酸，但该反应生成的副产物二氧化锰对环境构成压力。美国专利US4,614,822公开了以氧化钌为催化剂，用次氯酸钠或者以氯气原位生成次氯酸钠做氧化剂，制备3,3-二甲基-2-氧代丁酸。但次氯酸钠存在稳定性差的缺点，随外界温度升高和/或有效氯的升高，其稳定性下降，直接导致有效氯的损失，同时生成氯化钠；此外，使用次氯酸钠做氧化剂时，还会不可避免地引入一分子氯化钠，对环境造成额外的负担。
技术实现思路
本申请旨在提供一种制备3,3-二甲基-2-氧代丁酸及其钠盐的新方法。具体地，本专利技术提供：(1)3,3-二甲基-2-氧代丁酸钠的制备方法，该方法使用亚氯酸钠作为氧化剂、在催化剂存在下通过如下反应制备3,3-二甲基-2-氧代丁酸钠，(2)根据上述(1)所述的制备方法，其中所述催化剂是负载钌炭、钌盐与活性炭载体的混合物、或钌盐与硅藻土载体的混合物，优选负载钌炭。(3)根据上述(1)或(2)所述的制备方法，其中3,3-二甲基-2-羟基丁酸钠与亚氯酸钠的摩尔比为1：(0.5～1)，优选为1：(0.5～0.8)，更优选为1：(0.55～0.65)。(4)根据上述(1)～(3)中任意一项所述的制备方法，其中亚氯酸钠以水溶液的形式使用。(5)根据上述(4)所述的制备方法，其中亚氯酸钠水溶液的浓度为10～30％，优选为12.5～25％，特别优选为25％。(6)根据上述(1)～(5)中任意一项所述的制备方法，其中反应温度为35～80℃，优选为40～60℃，更优选为40～50℃。(7)根据上述(1)～(6)中任意一项所述的制备方法，其中3,3-二甲基-2-羟基丁酸钠与亚氯酸钠的摩尔比为1：0.60，反应温度为45～50℃。(8)根据上述(7)所述的制备方法，其中亚氯酸钠水溶液的浓度为25％。(9)根据上述(1)～(6)中任意一项所述的制备方法，其中3,3-二甲基-2-羟基丁酸钠与亚氯酸钠的摩尔比为1：0.65，反应温度为40～45℃。(10)3,3-二甲基-2-氧代丁酸的制备方法，该方法是将通过上述(1)～(9)中任意一项所述的制备方法得到的3,3-二甲基-2-氧代丁酸钠酸化得到游离酸。具体实施方式本专利技术中，如无特别说明，“％”均表示质量百分含量，浓度表示质量/质量浓度。本专利技术方法中所用的3,3-二甲基-2-羟基丁酸和亚氯酸钠均为已知物质，可以使用市售品或者通过公知方法制备。在一些具体实施方式中，上述反应中，3,3-二甲基-2-羟基丁酸钠与亚氯酸钠的摩尔比为1：(0.5～1)，优选为1：(0.5～0.8)，更加优选为1：(0.55～0.65)。在一些具体实施方式中，亚氯酸钠以水溶液的形式使用，其浓度优选为10～30％，优选为12.5～25％，特别优选为25％。亚氯酸钠浓度过大会导致产物3,3-二甲基-2-氧代丁酸钠的浓度过大，最终会因过饱和而析出，析出的产物不好与催化剂分离。上述反应通常在30～80℃的温度范围进行。在一些具体实施方式中，反应温度为35～80℃，更优选为40～60℃，进一步优选为45～50℃。反应时间因反应温度、原料配比等因素不同而不同，通常为0.5～4h，优选为0.5～1h。适合的反应溶剂包括但不限于水等。上述反应需要在催化剂存在的条件下进行。催化剂可以使用负载钌炭，或钌盐与活性炭载体的混合物，或者钌盐与硅藻土载体的混合物。从便于回收贵金属钌的方面考虑，优选负载钌炭。以上反应条件可以根据实际需要任意组合。在一个具体实施方式中，3,3-二甲基-2-羟基丁酸钠与亚氯酸钠的摩尔比为1：0.60，反应温度为45～50℃。在另一个具体实施方式中，3,3-二甲基-2-羟基丁酸钠与亚氯酸钠的摩尔比为1：0.65，反应温度为40～45℃。在另一个具体实施方式中，3,3-二甲基-2-羟基丁酸钠与亚氯酸钠的摩尔比为1：0.60，反应温度为45～50℃，亚氯酸钠水溶液的浓度为25％。通过上述方法制备的3,3-二甲基-2-羟基丁酸钠可以通过酸化得到游离的3,3-二甲基-2-羟基丁酸。合适的酸包括但不限于盐酸、硫酸等常用的酸。本专利技术的方法使用亚氯酸钠作为氧化剂，比以往使用的次氯酸钠更稳定，并且不仅不会像次氯酸钠一样本身要带入一分子氯化钠，还要少生成一分子副产物氯化钠，大幅减小了环境负担。以下通过具体实施例对本专利技术的方法进行详细说明，但本专利技术不限于这些具体实施例，任何不脱离本专利技术主旨范围的修改或变更均落入本申请范围中。实施例以下各实施例中，HPLC测定条件如下：流动相：甲醇:0.01mol/L磷酸二氢钾水溶液＝55:45；波长：210nm；柱温：30℃；流速：1.0ml/min；色谱柱：C18色谱柱。实施例1向反应容器中加入3,3-二甲基-2-羟基丁酸钠水溶液189.39g(按游离酸计，含量14％，0.2mol)、2g具有5％钌含量的负载钌炭，开搅拌，滴加36.18g亚氯酸钠水溶液(浓度25％，0.1mol)，滴加过程中控温在25～30℃。滴加完毕后，继续控温在25～30℃反应3h，然后滤除催化剂，通过HPLC测得滤液中3,3-二甲基-2-氧代丁酸钠的含量为0.07％，收率为0.52％。实施例2将实施例1中的控温调整为35～40℃，其余条件不变，通过HPLC测得滤液中3,3-二甲基-2-氧代丁酸钠的含量为10.5％，收率为77.91％。实施例3向反应容器中加入3,3-二甲基-2-羟基丁酸钠水溶液189.39g(按游离酸计，含量14％，0.2mol)、2g具有5％钌含量的负载钌炭，开搅拌，升温至40℃，滴加39.79g亚氯酸钠水溶液(浓度25％，0.11mol)，滴加过程中控温在40～45℃，滴加完毕后，继续维持40～45℃反应1h，然后滤除催化剂，通过HPLC测得滤液中3,3-二甲基-2-氧代丁酸钠的含量为11.36％，收率为85.64％。实施例4将实施例3的亚氯酸钠水溶液用量调整为47.03g(浓度25％，0.13mol)，其余条件不变，通过HPLC测得3,3-二甲基-2-氧代丁酸钠的含量为12.64％，收率为98.30％。实施例5向反应容器中加入3,3-二甲基-2-羟基丁酸钠水溶液189.39g(按游离酸计，含量14％，0.2mol)、2g具有5％钌含量的负载钌炭，开搅拌，升温至45℃，滴加43.41g亚氯酸钠水溶液(浓度25％本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.3,3-二甲基-2-氧代丁酸钠的制备方法，该方法使用亚氯酸钠作为氧化剂、在催化剂存在下通过如下反应制备3,3-二甲基-2-氧代丁酸钠，/n

【技术特征摘要】
1.3,3-二甲基-2-氧代丁酸钠的制备方法，该方法使用亚氯酸钠作为氧化剂、在催化剂存在下通过如下反应制备3,3-二甲基-2-氧代丁酸钠，





2.根据权利要求1所述的制备方法，其中所述催化剂是负载钌炭、钌盐与活性炭载体的混合物、或钌盐与硅藻土载体的混合物，优选负载钌炭。


3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其中3,3-二甲基-2-羟基丁酸钠与亚氯酸钠的摩尔比为1：(0.5～1)，优选为1：(0.5～0.8)，更优选为1：(0.55～0.65)。


4.根据权利要求1～3中任意一项所述的制备方法，其中亚氯酸钠以水溶液的形式使用。


5.根据权利要求4所述的制备方法，其中亚氯酸钠水溶液的浓度为10～30％，优选为12.5～25％，特别优...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志虎，唐争，王浩，高森，崔朝辉，
申请(专利权)人：安达兰泽科技有限公司，河北兰升生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23