技术领域本发明涉及一种L-2-氯丙酸钠的合成方法。
背景技术：
L-2-氯丙酸钠是合成R-(+)-2-(4-羟基苯氧基)丙酸的必需中间体，而R-(+)-2-(4-羟基苯氧基)丙酸是合成苯氧基丙酸类除草剂的最重要原料。L-2-氯丙酸钠是由L-2-氯丙酸和碱液反应而来的，所以要制备L-2-氯丙酸钠，就必须先制备L-2-氯丙酸。通常以L-2-氨基丙酸为起始原料，经过重氮化氯化、萃取、蒸馏等步骤制得L-2-氯丙酸。将计量好的盐酸直接抽入或泵入反应釜中，投入固体L-2-氨基丙酸，冷却到0°以下，分次加入亚硝酸钠，加完保温数小时，抽滤。滤液用二氯甲烷萃取数次，萃取液合并，先常压蒸馏，至温度75～80℃,待二氯甲烷全部蒸出后，冷却到常温放料，即得产品L-2-氯丙酸。往另一台反应釜中加入一定含量的碱液，降温到20℃以下滴加L-2-氯丙酸，滴完，即得L-2-氯丙酸钠的水溶液，直接用于合成R-(+)-2-(4-羟基苯氧基)丙酸。因为二氯甲烷的沸点低，蒸馏二氯甲烷的时候要用二级冷凝，第一级用冷水，第二级用冰盐水冷却，才能保证二氯甲烷的回收率；也因为萃取剂二氯甲烷的用量大，蒸馏回收的时间很长，因此整个蒸馏回收二氯甲烷的过程耗时耗能，生产效率很低。
技术实现要素：
本发明目的在于针对现有技术所存在的不足而提供一种L-2-氯丙酸钠的合成方法的技术方案，直接向L-2-氯丙酸的二氯甲烷萃取液中加入碱液中和，用分层代替蒸馏，省略掉整个二氯甲烷的蒸馏回收过程，既大大提高了效率，也大大节约了能耗。为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种L-2-氯丙酸钠的合成方法，其特征在于包括如下步骤：1)制备L-2-氯丙酸将浓度为20％～40％的盐酸直接抽入或泵入反应釜中，并投入固体L-2-氨基丙酸，进行搅拌溶解，当固体溶解后通过冰浴使温度冷却到0°以下，在连续搅拌下将配制好的亚硝酸钠分次加入，以5秒/滴的速度进行滴加，并在3.5小时内滴加完，加完后继续在0°以下搅拌3～4小时，反应结束后停止搅拌，静置保温2～3小时，再进行抽滤，抽滤时将滤纸放入并润湿后，用玻璃棒往漏斗内转移上述溶液，保持在溶液加入时的高度低于漏斗的2/3位置，并将漏斗下方斜口对着吸滤瓶的支管口，直至抽干，所得到的滤液即为L-2-氯丙酸；2)滤液萃取将抽滤后得到的L-2-氯丙酸滤液盛放在分液漏斗振荡器中，以2～5秒/滴的速度向分液漏斗振荡器中滴加二氯甲烷进行萃取，每次萃取滴加20～25滴，然后进行震荡4～6min后静置分层，分层后打开上部的塞子，旋转活塞使下层溶液从下面流入烧杯中，再关闭活塞，使上层溶液从上口倒入另一烧杯中，重复上述操作步骤3～4次，最后将所得的萃取液进行合并；3)加碱中和向合并后的萃取液中加入碱液进行中和反应，同时以10～30r/min的速度搅拌5～6min，中和后静置分层5～6min，得到的油层为二氯甲烷溶剂，不需要蒸馏，下一批次萃取时可以直接循环使用，水层为L-2-氯丙酸钠的水溶液。优选的，步骤1)中的亚硝酸钠的浓度为10％～20％。进一步，步骤1)中的L-2-氨基丙酸与亚硝酸钠的摩尔比为1:1.8，此摩尔比范围内的L-2-氨基丙酸和亚硝酸钠反应较为彻底，在不影响正常反应速率的情况下，节约了原料的使用，降低了生产成本。优选的，步骤2)中的二氯甲烷的滴加速度为4秒/滴，此滴加速度可以使二氯甲烷能进行充分的萃取，提高了整个反应过程的萃取效率。进一步，步骤2)中的二氯甲烷与L-2-氯丙酸滤液的摩尔比为1.5:1，此摩尔比范围内的二氯甲烷与L-2-氯丙酸滤液反应更充分。优选的，步骤3)中的碱液为氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液较为容易制备，制造成本低。优选的，步骤3)中的搅拌的速度为18～25r/min，提高中和反应的反应速度，使碱液与萃取液反应更充分。本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：1、在不影响反应的速率的情况下，提高了L-2-氯丙酸钠的产率，减小了工业“三废”的排放，有利于保护环境；2、改进后的方法直接向L-2-氯丙酸的二氯甲烷萃取液中加入碱液中和，L-2-氯丙酸转变成L-2-氯丙酸钠后，L-2-氯丙酸钠是强极性的盐，溶于水但不溶于二氯甲烷，用分层的方法就可以直接得到L-2-氯丙酸钠的水溶液，用分层代替蒸馏，省略掉整个二氯甲烷的蒸馏回收过程，既大大提高了效率，也大大节约了能耗；3、优化了L-2-氯丙酸钠的合成工艺，缩短了反应的时间，提高了反应的效率。具体实施方式本发明一种L-2-氯丙酸钠的合成方法，包括如下步骤：1)制备L-2-氯丙酸将浓度为20％～40％的盐酸(盐酸浓度对反应的影响如表1所示)直接抽入或泵入反应釜中，并投入固体L-2-氨基丙酸，进行搅拌溶解，当固体溶解后通过冰浴使温度冷却到0°以下(反应温度对反应的影响如表2所示)，在连续搅拌下将配制好的亚硝酸钠分次加入，优选的，亚硝酸钠的浓度为10％～20％，L-2-氨基丙酸与亚硝酸钠的摩尔比为1:1.8，此摩尔比范围内的L-2-氨基丙酸和亚硝酸钠反应较为彻底，在不影响正常反应速率的情况下，节约了原料的使用，降低了生产成本，以5秒/滴的速度进行滴加，并在3.5小时内滴加完，加完后继续在0°以下搅拌3～4小时，反应结束后停止搅拌，静置保温2～3小时，再进行抽滤，抽滤时将滤纸放入并润湿后，用玻璃棒往漏斗内转移上述溶液，保持在溶液加入时的高度低于漏斗的2/3位置，并将漏斗下方斜口对着吸滤瓶的支管口，直至抽干，所得到的滤液即为L-2-氯丙酸；盐酸浓度/％20283240收率/％75.879.365.153.2表1盐酸浓度对反应的影响温度/℃061218收率/％83796251表2反应温度对反应的影响从表1中可以看出，在反应中，盐酸的作用是一分子与亚硝酸钠生成亚硝酸，另一份子与产品结合，过量的酸有助于避免未反应的重氮盐与氨发生偶合反应，数据表明随着盐酸浓度的升高，产物的产量有所下降，当盐酸浓度较高时，反应时会有固体析出，酸浓度过高降低了L-2-氨基丙酸在水里的溶解度，从而降低了收率，当盐酸浓度在28％以下时，产物产率变化不大。从表2可以看出，温度是影响反应的重要工艺参数，温度过高会导致生成的亚硝酸分解，降低了亚硝酸离子的浓度，从而降低产品收率，温度过低则会降低反应速度；反应温度低于℃时，产率最高，随着反应温度的升高，产率下降，反应温度升高，会产生大量的二氧化氮气体。2)滤液萃取将抽滤后得到的L-2-氯丙酸滤液盛放在分液漏斗振荡器中，以2～5秒/滴的速度向分液漏斗振荡器中滴加二氯甲烷进行萃取，优选的，二氯甲烷的滴加速度为4秒/滴，此滴加速度可以使二氯甲烷能进行充分的萃取，提高了整个反应过程的萃取效率，二氯甲烷与L-2-氯丙酸滤液的摩尔比为1.5:1，此摩尔比范围内的二氯甲烷与L-2-氯丙酸滤液反应更充分，每次萃取滴加20～25滴，然后进行震荡4～6min后静置分层，分层后打开上部的塞子，旋转活塞使下层溶液从下面流入烧杯中，再关闭活塞，使上层溶液从上口倒入另一烧杯中，重复上述操作步骤3～4次，最后将所得的萃取液进行合并；3)加碱中和向合并后的萃取液中加入碱液进行中和反应，优选的，碱液为氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液较为容易制备，制造成本低，同时以10～30r/min的速度搅拌5～6min，优选的，搅拌的速度为18～25r/min，提高中和反应的反应速度，使碱液与萃取液反应更充分，中和后静置分层5～6min，得到的油层为二氯甲烷溶剂，不需要蒸馏，下一批次萃取时可以直接循环使用，水层为L-2-氯丙酸钠的水溶液。实施例一1)制备L-2-氯丙酸将浓度为20％的盐酸直接抽入或泵入反应釜中，并投入固体L-2-氨基丙酸，进行搅拌溶解，当固体溶解后通过冰浴使温度冷却到0°以下，在连续搅拌下将配制好的亚硝酸钠分次加入，优选的，亚硝酸钠的浓度为10％，L-2-氨基丙酸与亚硝酸钠的摩尔比为1:1.8，此摩尔比范围内的L-2-氨基丙酸和亚硝酸钠反应较为彻底，在不影响正常反应速率的情况下，节约了原料的使用，降低了生产成本，以5秒/滴的速度进行滴加，并在3.5小时内滴加完，加完后继续在0°以下搅拌3～4小时，反应结束后停止搅拌，静置保温2～3小时，再进行抽滤，抽滤时将滤纸放入并润湿后，用玻璃棒往漏斗内转移上述溶液，保持在溶液加入时的高度低于漏斗的2/3位置，并将漏斗下方斜口对着吸滤瓶的支管口，直至抽干，所得到的滤液即为L-2-氯丙酸；2)滤液萃取将抽滤后得到的L-2-氯丙酸滤液盛放在分液漏斗振荡器中，以2～5秒/滴的速度向分液漏斗振荡器中滴加二氯甲烷进行萃取，优选的，二氯甲烷的滴加速度为4秒/滴，此滴加速度可以使二氯甲烷能进行充分的萃取，提高了整个反应过程的萃取效率，二氯甲烷与L-2-氯丙酸滤液的摩尔比为1.5:1，此摩尔比范围内的二氯甲烷与L-2-氯丙酸滤液反应更充分，每次萃取滴加20～25滴，然后进行震荡4～6min后静置分层，分层后打开上部的塞子，旋转活塞使下层溶液从下面流入烧杯中，再关闭活塞，使上层溶液从上口倒入另一烧杯中，重复上述操作步骤3～4次，最后将所得的萃取液进行合并；3)加碱中和向合并后的萃取液中加入碱液进行中和反应，优选的，碱液为氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液较为容易制备，制造成本低，同时以10～30r/min的速度搅拌5～6min，优选的，搅拌的速度为18～25r/min，提高中和反应的反应速度，使碱液与萃取液反应更充分，中和后静置分层5～6min，得到的油层为二氯甲烷溶剂，不需要蒸馏，下一批次萃取时可以直接循环使用，水层为L-2-氯丙酸钠的水溶液，产物的收率为76.5％。实施例二1)制备L-2-氯丙酸将浓度为28％的盐酸直接抽入或泵入反应釜中，并投入固体L-2-氨基丙酸，进行搅拌溶解，当固体溶解后通过冰浴使温度冷却到0°以下，在连续搅拌下将配制好的亚硝酸钠分次加入，优选的，亚硝酸钠的浓度为10％，L-2-氨基丙酸与亚硝酸钠的摩尔比为1:1.8，此摩尔比范围内的L-2-氨基丙酸和亚硝酸钠反应较为彻底，在不影响正常反应速率的情况下，节约了原料的使用，降低了生产成本，以5秒/滴的速度进行滴加，并在3.5小时内滴加完，加完后继续在0°以下搅拌3～4小时，反应结束后停止搅拌，静置保温2～3小时，再进行抽滤，抽滤时将滤纸放入并润湿后，用玻璃棒往漏斗内转移上述溶液，保持在溶液加入时的高度低于漏斗的2/3位置，并将漏斗下方斜口对着吸滤瓶的支管口，直至抽干，所得到的滤液即为L-2-氯丙酸；2)滤液萃取将抽滤后得到的L-2-氯丙酸滤液盛放在分液漏斗振荡器中，以2～5秒/滴的速度向分液漏斗振荡器中滴加二氯甲烷进行萃取，优选的，二氯甲烷的滴加速度为4秒/滴，此滴加速度可以使二氯甲烷能进行充分的萃取，提高了整个反应过程的萃取效率，二氯甲烷与L-2-氯丙酸滤液的摩尔比为1.5:1，此摩尔比范围内的二氯甲烷与L-2-氯丙酸滤液反应更充分，每次萃取滴加20～25滴，然后进行震荡4～6min后静置分层，分层后打开上部的塞子，旋转活塞使下层溶液从下面流入烧杯中，再关闭活塞，使上层溶液从上口倒入另一烧杯中，重复上述操作步骤3～4次，最后将所得的萃取液进行合并；3)加碱中和向合并后的萃取液中加入碱液进行中和反应，优选的，碱液为氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液较为容易制备，制造成本低，同时以10～30r/min的速度搅拌5～6min，优选的，搅拌的速度为18～25r/min，提高中和反应的反应速度，使碱液与萃取液反应更充分，中和后静置分层5～6min，得到的油层为二氯甲烷溶剂，不需要蒸馏，下一批次萃取时可以直接循环使用，水层为L-2-氯丙酸钠的水溶液，产物的收率为82.5％。实施例三1)制备L-2-氯丙酸将浓度为32％的盐酸直接抽入或泵入反应釜中，并投入固体L-2-氨基丙酸，进行搅拌溶解，当固体溶解后通过冰浴使温度冷却到0°以下，在连续搅拌下将配制好的亚硝酸钠分次加入，优选的，亚硝酸钠的浓度为10％，L-2-氨基丙酸与亚硝酸钠的摩尔比为1:1.8，此摩尔比范围内的L-2-氨基丙酸和亚硝酸钠反应较为彻底，在不影响正常反应速率的情况下，节约了原料的使用，降低了生产成本，以5秒/滴的速度进行滴加，并在3.5小时内滴加完，加完后继续在0°以下搅拌3～4小时，反应结束后停止搅拌，静置保温2～3小时，再进行抽滤，抽滤时将滤纸放入并润湿后，用玻璃棒往漏斗内转移上述溶液，保持在溶液加入时的高度低于漏斗的2/3位置，并将漏斗下方斜口对着吸滤瓶的支管口，直至抽干，所得到的滤液即为L-2-氯丙酸；2)滤液萃取将抽滤后得到的L-2-氯丙酸滤液盛放在分液漏斗振荡器中，以2～5秒/滴的速度向分液漏斗振荡器中滴加二氯甲烷进行萃取，优选的，二氯甲烷的滴加速度为4秒/滴，此滴加速度可以使二氯甲烷能进行充分的萃取，提高了整个反应过程的萃取效率，二氯甲烷与L-2-氯丙酸滤液的摩尔比为1.5:1，此摩尔比范围内的二氯甲烷与L-2-氯丙酸滤液反应更充分，每次萃取滴加20～25滴，然后进行震荡4～6min后静置分层，分层后打开上部的塞子，旋转活塞使下层溶液从下面流入烧杯中，再关闭活塞，使上层溶液从上口倒入另一烧杯中，重复上述操作步骤3～4次，最后将所得的萃取液进行合并；3)加碱中和向合并后的萃取液中加入碱液进行中和反应，优选的，碱液为氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液较为容易制备，制造成本低，同时以10～30r/min的速度搅拌5～6min，优选的，搅拌的速度为18～25r/min，提高中和反应的反应速度，使碱液与萃取液反应更充分，中和后静置分层5～6min，得到的油层为二氯甲烷溶剂，不需要蒸馏，下一批次萃取时可以直接循环使用，水层为L-2-氯丙酸钠的水溶液，产物的收率为64.8％。实施例四1)制备L-2-氯丙酸将浓度为40％的盐酸直接抽入或泵入反应釜中，并投入固体L-2-氨基丙酸，进行搅拌溶解，当固体溶解后通过冰浴使温度冷却到0°以下，在连续搅拌下将配制好的亚硝酸钠分次加入，优选的，亚硝酸钠的浓度为10％，L-2-氨基丙酸与亚硝酸钠的摩尔比为1:1.8，此摩尔比范围内的L-2-氨基丙酸和亚硝酸钠反应较为彻底，在不影响正常反应速率的情况下，节约了原料的使用，降低了生产成本，以5秒/滴的速度进行滴加，并在3.5小时内滴加完，加完后继续在0°以下搅拌3～4小时，反应结束后停止搅拌，静置保温2～3小时，再进行抽滤，抽滤时将滤纸放入并润湿后，用玻璃棒往漏斗内转移上述溶液，保持在溶液加入时的高度低于漏斗的2/3位置，并将漏斗下方斜口对着吸滤瓶的支管口，直至抽干，所得到的滤液即为L-2-氯丙酸；2)滤液萃取将抽滤后得到的L-2-氯丙酸滤液盛放在分液漏斗振荡器中，以2～5秒/滴的速度向分液漏斗振荡器中滴加二氯甲烷进行萃取，优选的，二氯甲烷的滴加速度为4秒/滴，此滴加速度可以使二氯甲烷能进行充分的萃取，提高了整个反应过程的萃取效率，二氯甲烷与L-2-氯丙酸滤液的摩尔比为1.5:1，此摩尔比范围内的二氯甲烷与L-2-氯丙酸滤液反应更充分，每次萃取滴加20～25滴，然后进行震荡4～6min后静置分层，分层后打开上部的塞子，旋转活塞使下层溶液从下面流入烧杯中，再关闭活塞，使上层溶液从上口倒入另一烧杯中，重复上述操作步骤3～4次，最后将所得的萃取液进行合并；3)加碱中和向合并后的萃取液中加入碱液进行中和反应，优选的，碱液为氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液较为容易制备，制造成本低，同时以10～30r/min的速度搅拌5～6min，优选的，搅拌的速度为18～25r/min，提高中和反应的反应速度，使碱液与萃取液反应更充分，中和后静置分层5～6min，得到的油层为二氯甲烷溶剂，不需要蒸馏，下一批次萃取时可以直接循环使用，水层为L-2-氯丙酸钠的水溶液，产物的收率为58.6％。以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为实现基本相同的技术效果，所作出地简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。