專利名稱：制備3，3－二甲基－2－戊酮的方法
技術領域：
本發明涉及一種制備3，3-二甲基-2-戊酮的方法，特別涉及一種以2，2-二甲基丁酸為原料制備3，3-二甲基-2-戊酮的方法。
背景技術：
3，3-二甲基-2-戊酮是一種重要的醫藥中間體和農藥中間體，用于合成抗菌劑-三嗪基(苯基)丙烯醇和殺蟲劑1-氨基甲酰基咪唑。目前，關于3，3-二甲基-2-戊酮的合成的報道很少，通常的方法是J.Amer.Chem.Soc.，1976，6699-7007中公開的以叔戊醇為原料的制備方法。該方法包括如下步驟由叔戊醇氯化制備氯代叔戊烷；氯代叔戊烷與金屬鎂反應制備叔戊基氯化鎂；叔戊基氯化鎂與乙酰氯反應制備3，3-二甲基-2-戊酮。該方法存在四點不足1、工藝較復雜，工業化難度較大；2、原料比較昂貴；3、安全性差；4、反應轉化率低，且副產物與產品沸點接近分離困難，因此產品收率較低發明內容為了克服現有技術中的不足，本發明提供了一種易于工業化、原料廉價易得、反應收率和產品含量較高的新的3，3-二甲基-2-戊酮的制備方法。
本發明制備3，3-二甲基-2-戊酮的方法包括如下步驟將丙二酸二乙酯低級烷氧基鎂與2，2-二甲基丁酰氯反應，制備2，2-二甲基丁酰丙二酸二乙酯。反應如下式所示 將2，2-二甲基丁酰丙二酸二乙酯轉化為3，3-二甲基-2-戊酮，反應如下式所示
上述丙二酸二乙酯低級烷氧基鎂可由丙二酸二乙酯與低級烷基醇和鎂反應制得，反應如下式所示 本發明中，術語“低級烷基”是指C1～8烷基，優選為C1～4烷基。
本發明中制備丙二酸二乙酯烷氧基鎂反應所用的溶劑可包括，但并不限制，乙醚、四氫呋喃、苯、甲基叔丁基醚，或其混合物，優選為苯或四氫呋喃。
本發明中制備丙二酸二乙酯烷氧基鎂反應中優選加入四氯化碳作為引發劑。
本發明中制備丙二酸二乙酯烷氧基鎂反應可在室溫至溶劑回流的溫度條件下進行。
本發明中制備2，2-二甲基丁酰丙二酸二乙酯反應中所用溶劑可選自，但并不限制，苯、甲苯、四氫呋喃、乙醚、甲基叔丁基醚、C4～C10的烷烴或其混合物。優選為苯或四氫呋喃。
本發明中制備2，2-二甲基丁酰丙二酸二乙酯的反應通常可在30℃-100℃下進行，優選為60℃～80℃。根據所使用的溶劑和反應原料，反應可在反應物的回流溫度下進行。
本發明中制備3，3-二甲基-2-戊酮反應所用的酸可選自，但并不限制，乙酸、硫酸、鹽酸、硝酸或其混合物。優選為使用有機酸和無機酸的混合酸，如乙酸和硫酸的混合酸。當使用混合酸時，所用硫酸或鹽酸的濃度優選為10％～35％(重量比)，更優選為20％～30％(重量比)。硫酸和乙酸組成的混合酸時，二者的重量比為硫酸∶乙酸＝1.0∶3.0，優選為1.0∶1.5。
本發明中制備3，3-二甲基-2-戊酮反應溫度通常為60℃～100℃。
上述各步反應所得產物混合物如需要，可以用常規的方法分離。例如通過常壓蒸餾，然后精餾。
采用本方法制備3，3-二甲基-2-戊酮的顯著的優點是工藝簡單、反應條件緩和，且易于工業化。所選原料易得，反應收率較高。
具體實施例方式
下面將結合實施例對本發明進行更詳細的說明。
原料的制備(1)2，2-二甲基丁酰氯的制備攪拌下，向三口燒瓶中加入25.6g 2，2-二甲基丁酸和35.8g氯化亞砜，加熱至回流，產生的氯化氫和二氧化硫氣體用堿液吸收。待無氣體產生后，蒸出過量的氯化亞砜，然后減壓蒸餾得到2，2-二甲基丁酰氯26.9g，收率90％。
(2)丙二酸二乙酯乙氧基鎂的制備攪拌下，向三口燒瓶中加入4g無水乙醇、5.4g鎂粉，然后加入0.5mL四氯化碳，3～5min后開始反應，必要時可稍加熱。待反應緩和后，緩慢加入150mL苯，并維持反應沸騰。攪拌下，緩慢向反應溶液中加入35.2g丙二酸二乙酯、20mL無水乙醇及25mL苯的混合溶液。加完后加熱回流3h，使鎂作用完畢，得到灰色的丙二酸二乙酯乙氧基鎂溶液。
實施例1(1)2，2-二甲基丁酰丙二酸二乙酯的制備攪拌下，將26.9g 2，2-二甲基丁酰氯與50mL苯的混合溶液滴加到上述制備的丙二酸二乙酯乙氧基鎂溶液中，經過約15min滴加完畢。繼續攪拌并加熱回流約1h。反應液冷卻后，加入220mL 10％的硫酸進行酸化。分出有機層，水層用75mL苯萃取一次，與有機層合并。將有機層水洗，蒸餾回收苯，得到2，2-二甲基丁酰丙二酸二乙酯，用于下步反應。
(2)3，3-二甲基-2-戊酮的制備攪拌下，向三口燒瓶中加入40mL水、14g濃硫酸、60mL乙酸和上述反應所得的2，2-二甲基丁酰丙二酸二乙酯，均勻混合后，加熱回流。此時有CO2氣體放出，約4h后停止反應。反應混合物在水浴中冷卻至30℃以下，用20％氫氧化鈉中和至堿性。用苯萃取，萃取液經水洗、無水硫酸鈉干燥后，蒸餾回收苯。將剩余溶液精餾，收集128℃～131℃的餾分，得3，3-二甲基-2-戊酮15.6g，含量98.5％，收率80％。
所得產品經紅外光譜測定IR(cm-1)2970，2935，2879，1707，1465，1384，1355，符合3，3-二甲基-2-戊酮的結構。
所得產品經質譜測定(m/z)114，99，86，71，43，29，15，符合3，3-二甲基-2-戊酮的結構。
實施例2使用四氫呋喃代替苯作為溶劑，重復原料的制備和實施例1的步驟(1)。實施例2的步驟(2)的反應條件與實施例1步驟(2)相同，最終得到3，3-二甲基-2-戊酮，含量98.6％，收率81％。所得產品經紅外光譜和質譜測定，結果同上。
應該理解，本發明的實施例只是為了理解本發明而對本發明做出的非限定性說明。本領域所屬技術人員在沒有偏離本發明的精神和范圍內可以對本發明做出各種等同修改、替換和變更，這些修改、替換和變更仍屬于本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種制備3，3-二甲基-2-戊酮的方法，包括如下步驟將丙二酸二乙酯低級烷氧鎂與2，2-二甲基丁酰氯反應，制得2，2-二甲基丁酰丙二酸二乙酯；以及將2，2-二甲基丁酰丙二酸二乙酯轉化為3，3-二甲基-2-戊酮。
2.根據權利要求1所述的方法，其中所述的丙二酸二乙酯低級烷氧基鎂是由丙二酸二乙酯與低級烷基醇和鎂反應制得。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其中所述的低級烷基為C1-4烷基。
4.根據權利要求1所述的方法，其中所述的制備2，2-二甲基丁酰丙二酸二乙酯反應中所用溶劑選自苯、甲苯、四氫呋喃、乙醚、甲基叔丁基醚、C4～C10的烷烴或其混合物。
5.根據權利要求4所述的方法，其中所述的制備2，2-二甲基丁酰丙二酸二乙酯反應中所用溶劑選自苯或四氫呋喃。
6.根據權利要求1、4或5所述的方法，其中所述的制備2，2-二甲基丁酰丙二酸二乙酯的反應溫度為30℃～100℃。
7.根據權利要求1所述的方法，其中所述的制備3，3-二甲基-2-戊酮的步驟在酸性條件下進行。
8.根據權利要求7所述的方法，其中所述的制備3，3-二甲基-2-戊酮反應所用的酸包括乙酸、硫酸、鹽酸、硝酸或其混合物。
9.根據權利要求8所述的方法，其中所述的制備3，3-二甲基-2-戊酮的步驟所用的酸為乙酸和硫酸的混合酸。
10.根據權利要求1、7、8或9所述的方法，其中所述的制備3，3-二甲基-2-戊酮步驟的溫度為60℃～100℃。
全文摘要
本發明涉及一種制備3，3－二甲基－2－戊酮的方法，該方法包括如下步驟將丙二酸二乙酯烷基氧基鎂與2，2－二甲基丁酰氯反應，制備2，2－二甲基丁酰丙二酸二乙酯；將2，2－二甲基丁酰丙二酸二乙酯轉化為3，3－二甲基－2－戊酮。本發明的方法工藝簡單、原料低廉易得、易于工業化、反應收率較高。
文檔編號C07C45/00GK1781894SQ200410091288
公開日2006年6月7日 申請日期2004年12月1日 優先權日2004年12月1日
發明者趙晨陽, 付立民 申請人:大連綠源藥業有限責任公司