一种3,3-二甲基丁醇制备的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种3，3- 二甲基丁醇的制备，尤其涉及一种3，3- 二甲基丁醇的制备及纯化方法。
【背景技术】
[0002]纽甜是一种近代才被研宄发现的甜味增强剂，它由著名的NutraSweet公司发现并优化改进，是属于高效率的二肽类化合物，其化学名为N-[N- (3，3- 二甲基丁基)-L_a -天门冬氨酰]-L-苯丙氨酸1-甲酯，是阿斯巴甜的氮基衍生物，它被广泛地应用于食品中作为增强食品甜味的功效。3，3-二甲基丁醇是合成纽甜的重要原料之一，近年来市场需求日趋增大。传统制备3，3- 二甲基丁醇的方法是以3，3- 二甲基丁酸为起始原料，直接经还原剂还原得到产物，常用的还原剂为氢化铝锂、硼氢化钠、硼氢化钾等。上述工艺要么用到易燃易爆试剂(如氢化铝锂等)、溶剂(如乙醚等)，且价格昂贵，收率低，3，3-二甲基丁醇生产成本高昂。
[0003]3，3- 二甲基丁醇作为合成纽甜的重要原料之一，其产品质量及成本对最终产物的品质和竞争力有重大影响。所以选择合适的路线和反应条件，高效合成3，3-二甲基丁醇具有重要的意义。
[0004]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高效的3，3-二甲基丁醇制备工艺。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于针对现有技术的不足，解决现有技术制备3，3- 二甲基丁醇的上述技术缺陷，提供一种成本低、操作安全及后处理简单、纯度和收率较高的制备3，3- 二甲基丁醇的新方法。
[0006]为达上述目的，本发明采取的技术方案如下:
乙醇中，3，3-二甲基丁酸在酸催化下成酯，然后在硼氢化物作用下一锅法得到最终产物3，3-二甲基丁醇。
[0007]上述的酸是指浓硫酸、浓磷酸、对甲苯磺酸、磷钨杂多酸、氨基磺酸等，考虑到成本和使用效果，优选浓硫酸。浓硫酸用量优选为原料摩尔数0.1?0.5倍。
[0008]上述的成酯反应温度较佳的在40?100°C，更佳的为60?80°C。反应时间以检测反应物消耗完为止，一般为2?24h。反应结束后，可按本领域常规方法进行后处理。
[0009]上述的硼氢化物是指硼氢化钾、硼氢化钠、硼氢化锂等，考虑到成本和使用效果，优选硼氢化钾和硼氢化钠。硼氢化物用量优选为反应物摩尔数的I?1.5倍。
[0010]上述的硼氢化物还原反应温度较佳的在20?90°C，更佳的为60?80°C。反应时间以检测反应物消耗完为止，一般为2-10h。反应结束后，可按本领域常规方法进行后处理。
[0011]本发明所用试剂及原料除特别说明外，均市售可得。
[0012]本发明的有益效果:本发明革除现有文献报道的易燃易爆试剂(如氢化铝锂)和溶剂(如乙醚)反应条件；另外，本发明利用一锅法得到最终产物，收率高、纯度好，所用原料价格低，来源广，最终产物成本低廉，适合应用于工业化生产。
【具体实施方式】
[0013]下面通过实施例的方式进一步解释说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
[0014]实施例1
将3，3-二甲基丁酸11.6g、无水乙醇24mL投入至反应瓶中，搅拌均匀，然后加入浓硫酸ImL,升温至75°C左右回流反应12h。冰水浴冷却至O?5°C，加入氢氧化钠溶液调pH值至8左右，缓慢滴入0.15moL硼氢化钠溶液，滴完后升温至75°C反应5小时。冰水浴冷却，稀盐酸调节PH值至5-6。40°C减压回收乙醇，残余液加入氯化钠至饱和，以乙酸乙酯萃取，有机层先后经饱和食盐水洗涤、无水硫酸钠干燥，减压回收乙酸乙酯，得到无色至浅黄色液体3，3- 二甲基丁醇，收率90%。
[0015]实施例2
将3，3-二甲基丁酸11.6g、无水乙醇24mL投入至反应瓶中，搅拌均匀，然后加入浓硫酸ImL,升温至75°C左右回流反应12h。冰水浴冷却至O?5°C，加入氢氧化钠溶液调pH值至8左右，缓慢滴入0.15moL硼氢化钾溶液，滴完后升温至75°C反应5小时。冰水浴冷却，稀盐酸调节PH值至5-6。40°C减压回收乙醇，残余液加入氯化钠至饱和，以乙酸乙酯萃取，有机层先后经饱和食盐水洗涤、无水硫酸钠干燥，减压回收乙酸乙酯，得到无色至浅黄色液体3，3- 二甲基丁醇，收率92%。
[0016]实施例3
将3，3-二甲基丁酸11.6g、无水乙醇24mL投入至反应瓶中，搅拌均匀，然后加入浓硫酸2mL，升温至75°C左右回流反应12h。冰水浴冷却至O?5°C，加入氢氧化钠溶液调pH值至8左右，缓慢滴入0.1OmoL硼氢化钠溶液，滴完后升温至75°C反应5小时。冰水浴冷却，稀盐酸调节PH值至5-6。40°C减压回收乙醇，残余液加入氯化钠至饱和，以乙酸乙酯萃取，有机层先后经饱和食盐水洗涤、无水硫酸钠干燥，减压回收乙酸乙酯，得到无色至浅黄色液体3，3- 二甲基丁醇，收率88%。
[0017]实施例4
将3，3-二甲基丁酸11.6g、无水乙醇24mL投入至反应瓶中，搅拌均匀，然后加入浓硫酸ImL,升温至75°C左右回流反应12h。冰水浴冷却至O?5°C，加入氢氧化钠溶液调pH值至8左右，缓慢滴入0.1OmoL硼氢化钾溶液，滴完后升温至75°C反应5小时。冰水浴冷却，稀盐酸调节PH值至5-6。40°C减压回收乙醇，残余液加入氯化钠至饱和，以乙酸乙酯萃取，有机层先后经饱和食盐水洗涤、无水硫酸钠干燥，减压回收乙酸乙酯，得到无色至浅黄色液体3，3- 二甲基丁醇，收率88%。
[0018]实施例5
将3，3-二甲基丁酸11.6g、无水乙醇24mL投入至反应瓶中，搅拌均匀，然后加入浓硫酸2mL，升温至75°C左右回流反应24h。冰水浴冷却至O?5°C，加入氢氧化钠溶液调pH值至8左右，缓慢滴入0.15moL硼氢化钠溶液，滴完后升温至75°C反应5小时。冰水浴冷却，稀盐酸调节PH值至5-6。40°C减压回收乙醇，残余液加入氯化钠至饱和，以乙酸乙酯萃取，有机层先后经饱和食盐水洗涤、无水硫酸钠干燥，减压回收乙酸乙酯，得到无色至浅黄色液体3，3- 二甲基丁醇，收率90%。
[0019]实施例6
将3，3-二甲基丁酸11.6g、无水乙醇24mL投入至反应瓶中，搅拌均匀，然后加入浓硫酸ImL,升温至75°C左右回流反应12h。冰水浴冷却至O?5°C，加入氢氧化钠溶液调pH值至8左右，缓慢滴入0.1OmoL硼氢化钾溶液，滴完后升温至75°C反应10小时。冰水浴冷却，稀盐酸调节PH值至5-6。40°C减压回收乙醇，残余液加入氯化钠至饱和，以乙酸乙酯萃取，有机层先后经饱和食盐水洗涤、无水硫酸钠干燥，减压回收乙酸乙酯，得到无色至浅黄色液体3，3-二甲基丁醇，收率87%。
[0020]最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种3，3-二甲基丁醇制备的制备方法，其特征在于:乙醇中，3，3-二甲基丁酸在酸催化下成酯，然后在硼氢化物作用下一锅法得到最终产物3，3- 二甲基丁醇。2.根据权利要求1所述的3，3-二甲基丁醇制备的制备方法，其特征在于:所述酸为浓硫酸、浓磷酸、对甲苯磺酸、磷钨杂多酸或氨基磺酸。3.根据权利要求2所述的3，3-二甲基丁醇制备的制备方法，其特征在于:所述酸为浓硫酸，浓硫酸用量按3，3- 二甲基丁酸在酸:硫酸为0.1?0.5的摩尔比。4.根据权利要求1所述的3，3-二甲基丁醇制备的制备方法，其特征在于:成酯反应温度较佳的在40?100°C，更佳的为60?80°C ;反应时间以检测反应物消耗完为止。5.根据权利要求4所述的3，3-二甲基丁醇制备的制备方法，其特征在于:成酯反应温度在60?80°C。6.根据权利要求1所述的3，3-二甲基丁醇制备的制备方法，其特征在于:所述硼氢化物为硼氢化钾、硼氢化钠或硼氢化锂。7.根据权利要求6所述的3，3-二甲基丁醇制备的制备方法，其特征在于:所述硼氢化物为硼氢化钾或硼氢化钠，硼氢化物用量按3，3- 二甲基丁酸在酸:硼氢化物为I?1.5的摩尔比。8.根据权利要求1所述的3，3-二甲基丁醇制备的制备方法，其特征在于:硼氢化物还原反应温度为20?90°C ;反应时间以检测反应物消耗完为止。9.根据权利要求8所述的3，3-二甲基丁醇制备的制备方法，其特征在于::硼氢化物还原反应温度为60?80°C。
【专利摘要】本发明公开了一种3,3-二甲基丁醇制备的制备方法，其特征在于：乙醇中，3,3-二甲基丁酸在酸催化下成酯，然后在硼氢化物作用下一锅法得到最终产物3,3-二甲基丁醇。本发明革除现有文献报道的易燃易爆试剂（如氢化铝锂）和溶剂（如乙醚）反应条件；另外，本发明利用一锅法得到最终产物，收率高、纯度好，所用原料价格低，来源广，最终产物成本低廉，适合应用于工业化生产。
【IPC分类】C07C69/24, C07C67/08, C07C29/147, C07C31/125
【公开号】CN104974012
【申请号】CN201510376344
【发明人】蒋旭东, 吕保樱
【申请人】广西科技大学
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2015年7月1日