专利名称：一种2，2-二甲基-3-羟基丙醛的制备方法
技术领域：
本发明涉及2，2- 二甲基-3-羟基丙醛的制备方法。
背景技术：
2, 2_ 二甲基-3-羟基丙醛(2，2-dimethyl 3_hydroxypropanal，简称 ΗΡΑ)是合 成新型高效抗氧剂Α0-80、羟戊酸、羟戊酸羟戊酯、羟戊胺和加氢法生产新戊二醇等的关键 中间体。由于其分子中同时具有羟基和羰基两个官能团而能参与多种反应，另外它的衍生 物因具有不含α "H的新戊基结构而使产品表现出很高耐热稳定性和化学稳定性。传统上，2，2- 二甲基-3-羟基丙醛是通过异丁醛与工业甲醛溶液中甲醛缩合反应 制得，反应温度一般在60°C左右，若反应温度超过65°C，则副反应较多，因此反应时间长， 生产效率低。由于工业甲醛溶液中杂质较多，因此产物的纯度较低。
发明内容
本发明的目的提供一种2，2- 二甲基-3-羟基丙醛的制备方法。为实现上述发明目的，本发明所提供的2，2_ 二甲基-3-羟基丙醛的制备方法包括 以下步骤
(1)将多聚甲醛、催化剂加入到溶剂中，升温至温度60°C 85°C，使多聚甲醛充分溶 解，然后加入异丁醛，惰性气体保护下，在温度60°C 85°C、压力0 0. 25MPa和搅拌条件 下，使异丁醛和多聚甲醛缩合反应1. 5 4小时，得到溶解有反应生成物的溶液；
(2)将(1)中制得的溶液减压蒸馏，除去低沸点物质后得到粘稠状物质；
(3)冷却(2)中制得的粘稠状物质至温度10°C 0°C，然后加入蒸馏水，在温度10°C 0 V条件下搅拌使结晶物充分析出，制得晶液混合物；
(4)过滤上述晶液混合物，得滤饼；
(5)将上述滤饼经真空干燥或惰性气体保护下干燥后，即可制得颗粒状的2，2-二甲 基-3-羟基丙醛；
步骤(1)中多聚甲醛和异丁醛的摩尔比为1 1. 2:1，所述溶剂为无水乙醇或由蒸馏水 和甲醇组成的混合溶剂，混合溶剂中甲醇的量为蒸馏水重量的0. 2 5%，无水乙醇与异丁 醛的体积比为0. 2 1:1，混合溶剂与异丁醛的体积比为1. 2 2:1，催化剂为三甲胺或三 乙胺，催化剂的用量为多聚甲醛、异丁醛和溶剂三者重量和的0. 5% 6%。所述步骤(2)中减压蒸馏在压力-0. 04 -0. 095Mpa和温度60 80°C条件下进 行，蒸馏时间为0.5 2小时。所述步骤(3)中蒸馏水的加入量为粘稠状物质体积的3 5倍，搅拌时间为0. 5 2小时。所述步骤(5)中干燥的温度为40°C 80°C，干燥时间为7 20小时。所述惰性气体为氮气或二氧化碳。本发明所提供的2，2- 二甲基-3-羟基丙醛的制备方法，具有反应控制温度高，反应时间短，产率高，纯度高的优点。
具体实施例方式
以下通过实施例进一步说明本发明2，2- 二甲基-3-羟基丙醛的制备方法，这些实 施例仅用于说明本发明而对本发明没有限制。实施例1
将360g多聚甲醛颗粒、500ml无水乙醇和45g三乙胺加入2升高压反应釜中，向反应 釜中通入氮气以充分置换空气，保持釜内压力于0. 05MPa左右，加热升温到75°C使多聚甲 醛充分溶解，然后加入721g异丁醛，搅拌条件下，使异丁醛和多聚甲醛在上述压力和温度 条件下缩合反应2. 5h，反应完毕后得到溶解有反应生成物的溶液；将上述溶液加入10升蒸 馏釜内，在压力-0. 09MPa和温度60°C条件下进行减压蒸馏30min，除去溶剂、催化剂等低沸 点物质后，得到粘稠状物质；将粘稠状物质冷却降温至0°C，加入4升蒸馏水进行搅拌lh， 充分析出结晶产物，得晶液混合物；抽滤晶液混合物得滤饼，将滤饼放入真空干燥箱在压 力-0. OSMPa和温度70°C条件下进行干燥10h，干燥后得2，2- 二甲基-3-羟基丙醛固体颗 粒9 45. 4g，产品收率为92. 6%。实施例2
将330g多聚甲醛颗粒、500ml无水乙醇和30g三乙胺加入2升高压反应釜中，向反应 釜中通入氮气以充分置换空气，保持釜内压力于0. IMPa左右，加热升温到85°C使多聚甲醛 充分溶解，然后加入721g异丁醛，搅拌条件下，使异丁醛和多聚甲醛在上述压力和温度条 件下缩合反应1. 5h，反应完毕后得到溶解有反应生成物的溶液；将上述溶液加入10升蒸馏 釜内，在压力-0. OSMPa和温度65°C条件下进行减压蒸馏35min，除去溶剂、催化剂等低沸点 物质后，得到粘稠状物质；将粘稠状物质冷却降温至5°C，加入4升蒸馏水进行搅拌1. 5h， 充分析出结晶产物，得晶液混合物；抽滤晶液混合物得滤饼，将滤饼放入真空干燥箱在压 力-0. 09MPa和温度50°C条件下进行干燥12h，干燥后得2，2- 二甲基-3-羟基丙醛固体颗 粒920. 9g，产品收率为90. 2%。实施例3
将360g多聚甲醛颗粒、500ml无水乙醇和50g三乙胺加入2升高压反应釜中，向反应 釜中通入氮气以充分置换空气，保持釜内压力于0. 04MPa左右，加热升温到60°C使多聚甲 醛充分溶解，然后加入721g异丁醛，搅拌条件下，使异丁醛和多聚甲醛在上述压力和温度 条件下缩合反应4h，反应完毕后得到溶解有反应生成物的溶液；将上述溶液加入10升蒸馏 釜内，在压力-0. 05MPa和温度80°C条件下进行减压蒸馏45min，除去溶剂、催化剂等低沸 点物质后，得到粘稠状物质；将粘稠状物质冷却降温至0°C，加入4升蒸馏水进行搅拌lh， 充分析出结晶产物，得晶液混合物；抽滤晶液混合物得滤饼，将滤饼放入真空干燥箱在压 力-0. 095MPa和温度70°C条件下进行干燥10h，干燥后得2，2- 二甲基-3-羟基丙醛固体颗 粒955. 7g，产品收率为93. 6%。实施例4
将300g多聚甲醛颗粒、500ml无水乙醇和45g三乙胺加入2升高压反应釜中，向反应 釜中通入氮气以充分置换空气，保持釜内压力于0. 25MPa左右，加热升温到75°C使多聚甲 醛充分溶解，然后加入721g异丁醛，搅拌条件下，使异丁醛和多聚甲醛在上述压力和温度条件下缩合反应2. 5h，反应完毕后得到溶解有反应生成物的溶液；将上述溶液加入10升蒸 馏釜内，在压力-0. 07MPa和温度70°C条件下进行减压蒸馏40min，除去溶剂、催化剂等低沸 点物质后，得到粘稠状物质；将粘稠状物质冷却降温至0°C，加入4升蒸馏水进行搅拌lh， 充分析出结晶产物，得晶液混合物；抽滤晶液混合物得滤饼，将滤饼放入真空干燥箱在压 力 -0. 095MPa和温度40°C条件下进行干燥16h，干燥后得2，2- 二甲基-3-羟基丙醛固体颗 粒890. 3g，产品收率为87. 2%。实施例5
将330g多聚甲醛颗粒、890g蒸馏水、27g甲醇和25g三甲胺加入2升高压反应釜中， 向反应釜中通入氮气以充分置换空气，保持釜内压力于0. 25MPa，加热升温到70°C使多聚 甲醛充分溶解，然后加入721g异丁醛，搅拌条件下，使异丁醛和多聚甲醛在上述压力和温 度条件下缩合反应2h，反应完毕后得到溶解有反应生成物的溶液；将上述溶液加入10升蒸 馏釜内，在压力-0. 09MPa和温度70°C条件下进行减压蒸馏30min，除去溶剂、催化剂等低沸 点物质后，得到粘稠状物质；将粘稠状物质冷却降温至0°C，加入4升蒸馏水进行搅拌lh， 充分析出结晶产物，得晶液混合物；抽滤晶液混合物得滤饼，将滤饼放入真空干燥箱在压 力-0. 04MPa和温度80°C条件下进行干燥10h，干燥后得2，2- 二甲基-3-羟基丙醛固体颗 粒940. 0g，产品收率为92. 1%。实施例6
将300g多聚甲醛颗粒、SlOg蒸馏水、IOg甲醇和Ilg三甲胺加入2升高压反应釜中，向 反应釜中通入二氧化碳气体以充分置换空气，保持釜内压力于0. 20MPa，加热升温到65°C 使多聚甲醛充分溶解，然后加入721g异丁醛，搅拌条件下，使异丁醛和多聚甲醛在上述压 力和温度条件下缩合反应3h，反应完毕后得到溶解有反应生成物的溶液；将上述溶液加入 10升蒸馏釜内，在压力-0. 09MPa和温度70°C条件下进行减压蒸馏30min，除去溶剂、催化剂 等低沸点物质后，得到粘稠状物质；将粘稠状物质冷却降温至8°C，加入4升蒸馏水进行搅 拌2h，充分析出结晶产物，得晶液混合物；抽滤晶液混合物得滤饼，将滤饼放入真空干燥箱 在压力-0. OSMPa和温度70°C条件下进行干燥10h，干燥后得2，2- 二甲基-3-羟基丙醛固 体颗粒898. 7g，产品收率为88. 0%。实施例7
将360g多聚甲醛颗粒、890g蒸馏水、30g甲醇和28g三甲胺加入2升高压反应釜中，向 反应釜中通入氮气体以充分置换空气，保持釜内压力于0. 25MPa，加热升温到73°C使多聚 甲醛充分溶解，然后加入721g异丁醛，搅拌条件下，使异丁醛和多聚甲醛在上述压力和温 度条件下缩合反应llOmin，反应完毕后得到溶解有反应生成物的溶液；将上述溶液加入10 升蒸馏釜内，在压力-0. 09MPa和温度70°C条件下进行减压蒸馏30min，除去溶剂、催化剂等 低沸点物质后，得到粘稠状物质；将粘稠状物质冷却降温至0°C，加入4升蒸馏水进行搅拌 lh，充分析出结晶产物，得晶液混合物；抽滤晶液混合物得滤饼，将滤饼放入真空干燥箱在 压力-0. 09MPa和温度70°C条件下进行干燥12h，干燥后得2，2- 二甲基-3-羟基丙醛固体 颗粒941. 7g，产品收率为92. 2%。用气象色谱仪对实施例1-7制得的2，2- 二甲基-3-羟基丙醛固体颗粒进行检 测，检测结果见表1。表1气象色谱检测表(重量％)
权利要求
一种2，2-二甲基-3-羟基丙醛的制备方法，其特征在于包括以下步骤(1)将多聚甲醛、催化剂加入到溶剂中，升温至温度60℃～85℃，使多聚甲醛充分溶解，然后加入异丁醛，惰性气体保护下，在温度60℃～85℃、压力0～0.25MPa和搅拌条件下，使异丁醛和多聚甲醛缩合反应1.5～4 小时，得到溶解有反应生成物的溶液；(2)将(1)中制得的溶液减压蒸馏，除去低沸点物质后得到粘稠状物质； (3)冷却(2)中制得的粘稠状物质至温度10℃～0℃，然后加入蒸馏水，在温度10℃～0℃条件下搅拌使结晶物充分析出，制得晶液混合物；(4)过滤上述晶液混合物，得滤饼；(5)将上述滤饼经真空干燥或惰性气体保护下干燥后，即可制得颗粒状的2，2-二甲基-3-羟基丙醛；步骤(1)中多聚甲醛和异丁醛的摩尔比为1～1.2:1，所述溶剂为无水乙醇或由蒸馏水和甲醇组成的混合溶剂，混合溶剂中甲醇的量为蒸馏水重量的0.2～5%，无水乙醇与异丁醛的体积比为0.2～1:1，混合溶剂与异丁醛的体积比为1.2～2:1，催化剂为三甲胺或三乙胺，催化剂的用量为多聚甲醛、异丁醛和溶剂三者重量和的0.5%～6%。
2.根据权利要求1所述的2，2_二甲基-3-羟基丙醛的制备方法，其特征在于步骤(2) 中减压蒸馏在压力-0. 04 -0. 095Mpa和温度60 80°C条件下进行，蒸馏时间为0. 5 2 小时。
3.根据权利要求1所述的2，2_二甲基-3-羟基丙醛的制备方法，其特征在于步骤(3) 中蒸馏水的加入量为粘稠状物质体积的3 5倍，搅拌时间为0. 5 2小时。
4.根据权利要求1所述的2，2_二甲基-3-羟基丙醛的制备方法，其特征在于步骤(5) 中干燥的温度为40°C 80°C，干燥时间为7 20小时。
5.根据权利要求1所述的2，2-二甲基-3-羟基丙醛的制备方法，其特征在于所述惰性 气体为氮气或二氧化碳。
全文摘要
本发明公开了一种2，2-二甲基-3-羟基丙醛的制备方法，步骤如下(1)将多聚甲醛、催化剂加入到溶剂中，升温至60℃～85℃加入异丁醛，缩合反应后得到溶解有反应生成物的溶液；(2)将溶液减压蒸馏，除去低熔点物质后得到粘稠状物质；(3)冷却粘稠状物质至10℃～0℃，然后加入蒸馏水，搅拌条件下使结晶物充分析出，制得晶液混合物；(4)过滤晶液混合物，得滤饼；(5)将滤饼经真空干燥或惰性气体保护下干燥后，即可制得目的产物。该方法具有反应控制温度高，反应时间短，产率高，纯度高的优点。
文档编号C07C47/19GK101863747SQ20101022953
公开日2010年10月20日 申请日期2010年7月19日 优先权日2010年7月19日
发明者刘家强, 江津河, 许凤杰, 魏传明 申请人:淄博明新化工有限公司