一種聯產電容級2-丁基癸二酸和2,9-二丁基癸二酸的方法
【專利摘要】本發明涉及一種聯產電容級 2- 丁基癸二酸和 2,9- 二丁基癸二酸的方法，以丙二酸二乙酯和 1,6- 二溴己烷為原料，在強堿溶液中進行親核取代反應得到 2,9- 二（乙氧基羰基） - 癸二酸二乙酯，然后與溴代正丁烷，在強堿溶液中反應，然后經過精餾得到 2- 丁基 -2,9- 二乙氧基羰基癸二酸二乙酯和 2,9- 二丁基 -2,9- 二乙氧基羰基癸二酸二乙酯；分別經過皂化、酸析、脫羧反應得到 2- 丁基癸二酸和 2,9- 二丁基癸二酸。本發明通過對工藝流程的改進，避免了副產 2- 丁基 -8- 乙氧基辛酸的產生，并且，高純度的 2- 丁基葵二酸具有比市售的 2- 丁基辛二酸更加優異的電化學性能，從而提高了電解液的氧化效率，具有很好的市場前景。
【專利說明】-種聯產電容級2- 丁基癸二酸和2, 9-二丁基癸二酸的方 法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于化學合成領域，具體涉及一種聯產電容級2- 丁基癸二酸和2, 9-二丁 基癸二酸的方法。
【背景技術】
[0002] 為了滿足汽車電子等長壽命鋁電解電容器的要求，支鏈二元酸系列的電解液逐漸 成為市場新寵，尤其α位含有支鏈的二元酸可以抑制酸與溶劑乙二醇的酯化反應，在高壓 鋁電解電容器工作電解液中扮演著極其重要的角色。目前市場上用的比較多的支鏈二元酸 有以下幾種：I ) 2-甲基壬二酸；II) 8-乙烯基-10-十八碳二酸；ΠΙ)單α位取代支鏈二 元酸（CN101805255 A，2010-8-18) ;IV)2,9-二丁基癸二酸等。
[0003] 其中專利號為CN101805255公布的單α位取代支鏈二元酸是采用烷基丙二酸二 乙酯和鹵代烷基酸酯經過烷基化、皂化、酸化和脫羧的工藝路線，如圖1所示。該工藝路線 目的在于制備單α位取代支鏈二元酸，合成的產品純度較高，但是由于鹵代烷基羧酸酯的 成本較高，導致最終產品成本較高。
[0004] 二丁基癸二酸的兩個羧基的α位均含有支鏈，其高溫性能比單取代更占優勢，添 加在電解液中具有超長壽命的特點。專利號為CN 02824771. X公布的2, 9-二丁基癸二酸的 工藝路線，如圖2所示。該路線成本較低，但是產物中會不可避免的含有副產2-丁基-8-乙 氧基辛酸，其結構式為：
【權利要求】
1. 一種聯產電容級2- 丁基癸二酸和2, 9-二丁基癸二酸的方法，其特征在于：包括依 次進行的如下步驟： 步驟（1)、以丙二酸二乙酯和1，6-二溴己烷為原料，在強堿溶液中進行親核取代反 應得到2, 9-二（乙氧基羰基）-癸二酸二乙酯，其中，所述的丙二酸二乙酯、強堿、所述的 1，6-二溴己烷的投料摩爾比為2.0?2.5:2.0?2.5:1.0; 步驟（2)、然后將所述的2, 9-二（乙氧基羰基)-癸二酸二乙酯和溴代正丁烷，在強堿溶 液中反應生成2- 丁基-2, 9-二乙氧基羰基癸二酸二乙酯和2, 9-二丁基-2, 9-二乙氧基羰 基癸二酸二乙酯混合物，其中，所述的2, 9-二（乙氧基羰基）-癸二酸二乙酯、強堿、所述的 溴代正丁烷的投料摩爾比為1. 〇: 1. 5?2. 5:1. 5?2. 5 ; 步驟（3)、將所述的2- 丁基-2, 9-二乙氧基羰基癸二酸二乙酯和2, 9-二丁基-2, 9-二 乙氧基羰基癸二酸二乙酯混合物經過精餾得到2- 丁基-2, 9-二乙氧基羰基癸二酸二乙酯 和2, 9-二丁基-2, 9-二乙氧基羰基癸二酸二乙酯； 步驟（4)、分別將所述的2-丁基-2, 9-二乙氧基羰基癸二酸二乙酯和所述的2, 9-二丁 基-2, 9-二乙氧基羰基癸二酸二乙酯經過皂化、酸析、脫羧反應得到所述的2- 丁基癸二酸 和所述的2, 9-二丁基癸二酸。
2. 根據權利要求1所述的聯產電容級2- 丁基癸二酸和2, 9-二丁基癸二酸的方法，其 特征在于：步驟（1)和步驟（2)中，所述的強堿為乙醇鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈉、碳酸鉀中的 至少一種。
3. 根據權利要求1所述的聯產電容級2- 丁基癸二酸和2, 9-二丁基癸二酸的方法，其 特征在于：步驟（1)和步驟（2)中，將所述的強堿溶解于無水有機溶劑中得到所述的強堿溶 液，所述的無水有機溶劑為甲醇、乙醇、二氯甲烷、甲苯中的至少一種。
4. 根據權利要求1至3中任一項所述的聯產電容級2- 丁基癸二酸和2, 9-二丁基 癸二酸的方法，其特征在于：步驟（1)中，向反應容器中加入所述的丙二酸二乙酯和所述 的1，6-二溴己烷，然后滴加所述的強堿溶液，滴加完畢后在回流狀態下攪拌2~10h，然后過 濾、精餾，收集165°C?200°C (3mmHg)的餾分，得到所述的2,9-二（乙氧基羰基)-癸二酸二 乙酯。
5. 根據權利要求1至3中任一項所述的聯產電容級2-丁基癸二酸和2, 9-二丁基癸二 酸的方法，其特征在于：步驟（2)中，將所述的2, 9-二（乙氧基羰基）-癸二酸二乙酯和所述 的溴代正丁烷加入反應容器中，然后滴加所述的強堿溶液，滴加完畢后在回流狀態下攪拌 2?10h，過濾得到所述的2- 丁基-2, 9-二乙氧基羰基癸二酸二乙酯和2, 9-二丁基-2, 9-二 乙氧基羰基癸二酸二乙酯混合物。
6. 根據權利要求1至3中任一項所述的聯產電容級2- 丁基癸二酸和2, 9-二丁基癸 二酸的方法，其特征在于：步驟（3)中，將所述的2-丁基-2, 9-二乙氧基羰基癸二酸二乙酯 和2, 9-二丁基-2, 9-二乙氧基羰基癸二酸二乙酯混合物在170°C?18(TC (3mmHg)下精餾 得到所述的2- 丁基-2, 9-二乙氧基羰基癸二酸二乙酯，在200°C?206°C (3mmHg)下精餾得 到所述的2, 9-二丁基-2, 9-二乙氧基羰基癸二酸二乙酯。
7. 根據權利要求1至3中任一項所述的聯產電容級2- 丁基癸二酸和2, 9-二丁基癸 二酸的方法，其特征在于：步驟（4)中，分別向所述的2- 丁基-2, 9-二乙氧基羰基癸二酸二 乙酯和所述的2, 9-二丁基-2, 9-二乙氧基羰基癸二酸二乙酯中加入強堿水溶液，在pH為 1〇~13、溫度為55°C?65°C下回流攪拌4~8h ;然后加入強酸水溶液至pH為1~3,過濾干燥得 到2- 丁基-2, 9-二羧基癸二酸和2, 9-二丁基-2, 9-二羧基癸二酸；分別向所述的2- 丁 基-2, 9-二羧基癸二酸和2, 9-二丁基-2, 9-二羧基癸二酸中加入有機溶劑和催化劑，回流 攪拌2飛h，然后經過濾、洗滌、干燥后得到所述的2- 丁基癸二酸和所述的2, 9-二丁基癸二 酸。
8. 根據權利要求7所述的聯產電容級2- 丁基癸二酸和2, 9-二丁基癸二酸的方法，其 特征在于：所述的強堿水溶液為質量濃度為10~50%的氫氧化鈉水溶液或氫氧化鉀水溶液； 所述的強酸水溶液為質量濃度為1〇~40%的鹽酸溶液、硫酸溶液、磷酸溶液中的任一種；所 述的有機溶劑為乙腈、乙醇、丙酮、N，N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、1，4-二氧六環中 的至少一種；所述的催化劑為銅粉和/或氧化銅粉。
9. 根據權利要求7所述的聯產電容級2- 丁基癸二酸和2, 9-二丁基癸二酸的方法， 其特征在于：所述的2- 丁基-2, 9-二乙氧基羰基癸二酸二乙酯：所述的強堿水溶液中的強 堿：所述的強酸水溶液中的強酸的投料摩爾比為1.0:1.4~1. 6:0. 4~0. 6 ;所述的2, 9-二丁 基-2, 9-二乙氧基羰基癸二酸二乙酯：所述的強堿水溶液中的強堿：所述的強酸水溶液中 的強酸的投料摩爾比為1. 0:1. 4?1. 6:0. 4?0. 6。
10. 根據權利要求7所述的聯產電容級2- 丁基癸二酸和2, 9-二丁基癸二酸的方法， 其特征在于：所述的2- 丁基-2, 9-二羧基癸二酸：所述的催化劑的投料摩爾比為5. 5飛：1 ; 所述的2, 9-二丁基-2, 9-二羧基癸二酸：所述的催化劑的投料摩爾比為5. 5飛：1。
【文檔編號】C07C55/02GK104447277SQ201410593824
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年10月29日 優先權日:2014年10月29日
【發明者】聞立新, 施蘇萍, 何永剛, 鄒凱, 熊鯤, 嚴向軍, 郭軍, 關士友, 李建中 申請人:江蘇國泰超威新材料有限公司