本发明属于中间体合成领域，具体涉及一种3-乙酰基环戊基甲酸甲酯的制备方法。
背景技术
3-乙酰基环戊基甲酸甲酯是制备农药双环磺草酮的关键原料，由3-乙酰基环戊基甲酸甲酯制备双环磺草酮的化学反应路线如下：
农药双环磺草酮由日本sds生物技术公司研发，为对羟苯基丙酮酸双氧化酶抑制剂，用于播后苗前和苗后早期除草，主要用于水稻田防除禾本科杂草和一年生阔叶杂草。
3-乙酰基环戊基甲酸甲酯公开的合成方法非常少，现有技术之一(journalofheterocyclicchemistry，1991，vol.28，#2，p.241～252)，公开了一种3-乙酰基环戊基甲酸甲酯的制备方法：
但是该现有技术，原料端位具有烯键，合成困难，导致合成成本较高，且所述原料无法直接进行商购。
wo2012/154519a1公开了一种3-乙酰基环戊基甲酸甲酯的制备方法：
所述原料合成困难，且无法商购得到。
本领域需要开发一种原料易得，合成工艺简单的制备3-乙酰基环戊基甲酸甲酯的方法。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种3-乙酰基环戊基甲酸甲酯的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
将3-亚甲基-2-降冰片酮和甲苯混合后，加入甲醇，然后在0℃条件下，加入浓硫酸，升温至15～25℃(例如16℃、19℃、20℃、23℃等)条件下加入双氧水，进行反应，反应结束，降温后，除去过量原料后，洗涤后，有机相减压蒸馏得到3-乙酰基环戊基甲酸甲酯。
在本发明提供的制备方法中，起始原料3-亚甲基-2-降冰片酮是市场能够商购的成熟原料，且合成方法简单，收率和产品纯度较高，适用于大规模产业化。0℃以下的温度保证反应体系不会因为浓硫酸的加入产生碳化，双氧水加入后，反应体系升温至15～25℃，进行反应，得到目标物。
推测本发明提供的制备方法的反应原理为：
优选地，以30v％浓度计，所述双氧水的加入速率为30～150g/min(例如35g/min、40g/min、45g/min、60g/min、80g/min、100g/min、120g/min等)。
优选地，所述甲醇的加入量是3-亚甲基-2-降冰片酮摩尔数的8～12倍(例如9倍、10倍、11倍等)。
优选地，以h2so4计，所述浓硫酸的加入量是3-亚甲基-2-降冰片酮摩尔数的2～4倍(例如2.5倍、3.0倍、3.5倍等)。
优选地，以h2o2计，所述双氧水的加入量是3-亚甲基-2-降冰片酮摩尔数的1～2倍(例如1.2倍、1.5倍、1.8倍等)。
优选地，所述升温的速率为8℃/min以下(例如7℃/min、6℃/min、5℃/min、4℃/min、3℃/min、2℃/min、1℃/min等)，优选3～5℃/min。
优选地，所述反应温度为20～25℃(例如21℃、22℃、23℃、24℃等)，反应时间为10～14h(例如11h、12h、13h等)，优选12h。
优选地，所述降温后的温度为5～10℃(例如6℃、7℃、8℃、9℃等)。
优选地，所述除去过量原料为除去过量双氧水。
优选地，所述除去过量双氧水的过程为：向反应体系中加入亚硫酸钠至淀粉碘化钾试纸不变色。
作为优选技术方案，所述3-乙酰基环戊基甲酸甲酯的制备方法包括如下步骤：
将1摩尔份的3-亚甲基-2-降冰片酮和甲苯混合后，加入8～12摩尔份的甲醇，然后在0℃条件下，加入2～4摩尔份的浓硫酸，升温至15～25℃条件下以30～150g/min的速率加入30v％浓度的双氧水，控制温度在20～25℃，反应10～14h，反应结束，降温至5～10℃后，除去过量双氧水后，将有机相用水洗涤后，将有机相减压蒸馏得到3-乙酰基环戊基甲酸甲酯。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明提供的合成方法起始原料易得，成本低，且摩尔收率高(65％以上)，经过洗涤萃取后，产品纯度高(94％以上)。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
一种3-乙酰基环戊基甲酸甲酯的制备方法包括如下步骤：
将1mol的3-亚甲基-2-降冰片酮和甲苯混合后，加入10mol的甲醇，然后在0℃条件下，加入3mol的浓硫酸，升温至20℃条件下以100g/min的速率加入30v％浓度的双氧水，控制温度在17-23℃，反应12h，反应结束，降温至8℃后，除去过量双氧水后，将有机相用水洗涤后，将有机相减压蒸馏得到3-乙酰基环戊基甲酸甲酯，粗品摩尔收率为70％。
表征：
将得到的3-乙酰基环戊基甲酸甲酯进行如下性能表征：
核磁：1h-nmr(400mhz，cdcl3)δ3.66(s,3h)，2.91-2.85(m,1h)，2.81-2.76(m,1h)，2.20-2.14(m,4h)，2.07-2.01(m,1h)，1.95-1.89(m,4h)；
气相色谱(条件：100℃起5℃/min至280℃)测试得到的3-乙酰基环戊基甲酸甲酯，纯度为97.5％。
对比例1
与实施例1的区别在于，加入双氧水后的反应温度为25-30℃。
气相色谱(条件：100℃起5℃/min至280℃)测试得到的3-乙酰基环戊基甲酸甲酯，纯度为79％；粗品摩尔收率为60％。
对比例2
与实施例1的区别在于，加入双氧水后的反应温度为10-15℃。
气相色谱(条件：100℃起5℃/min至280℃)测试得到的3-乙酰基环戊基甲酸甲酯，纯度为95％；粗品摩尔收率为50％。
对比例3
与实施例1的区别在于，将双氧水等摩尔替换为过氧乙酸。
气相色谱(条件：100℃起5℃/min至280℃)测试没有3-乙酰基环戊基甲酸甲酯生成。
实施例2
一种3-乙酰基环戊基甲酸甲酯的制备方法包括如下步骤：
将1mol的3-亚甲基-2-降冰片酮和甲苯混合后，加入8mol的甲醇，然后在0℃条件下，加入2mol的浓硫酸，升温至18-25℃条件下以30g/min的速率加入30v％浓度的双氧水，控制温度在25℃，反应10h，反应结束，降温至10℃后，除去过量双氧水后，将有机相用水洗涤后，将有机相减压蒸馏得到3-乙酰基环戊基甲酸甲酯，粗品摩尔收率为68％。
表征：
将得到的3-乙酰基环戊基甲酸甲酯进行如下性能表征：
1h-nmr(400mhz，cdcl3)δ3.66(s,3h)，2.91-2.85(m,1h)，2.81-2.76(m,1h)，2.20-2.14(m,4h)，2.07-2.01(m,1h)，1.95-1.89(m,4h)；
气相色谱(条件：100℃起5℃/min至280℃)测试得到的3-乙酰基环戊基甲酸甲酯，纯度为97.3％。
实施例3
一种3-乙酰基环戊基甲酸甲酯的制备方法包括如下步骤：
将1mol的3-亚甲基-2-降冰片酮和甲苯混合后，加入12mol的甲醇，然后在0℃条件下，加入4mol的浓硫酸，升温至15-25℃条件下以150g/min的速率加入30v％浓度的双氧水，控制温度在20℃，反应14h，反应结束，降温至5℃后，除去过量双氧水后，将有机相用水洗涤后，将有机相减压蒸馏得到3-乙酰基环戊基甲酸甲酯，粗品摩尔收率为66.8％。
表征：
将得到的3-乙酰基环戊基甲酸甲酯进行如下性能表征：
1h-nmr(400mhz，cdcl3)δ3.66(s,3h)，2.91-2.85(m,1h)，2.81-2.76(m,1h)，2.20-2.14(m,4h)，2.07-2.01(m,1h)，1.95-1.89(m,4h)；
气相色谱(条件：100℃起5℃/min至280℃)测试得到的3-乙酰基环戊基甲酸甲酯，纯度为95％。
实施例4
一种3-乙酰基环戊基甲酸甲酯的制备方法包括如下步骤：
将1mol的3-亚甲基-2-降冰片酮和甲苯混合后，加入14mol的甲醇，然后在0℃条件下，加入5mol的浓硫酸，升温至15-20℃条件下以100g/min的速率加入30v％浓度的双氧水，控制温度在23℃，反应12h，反应结束，降温至8℃后，除去过量双氧水后，将有机相用水洗涤后，将有机相减压蒸馏得到3-乙酰基环戊基甲酸甲酯，粗品摩尔收率为68.8％。
表征：
将得到的3-乙酰基环戊基甲酸甲酯进行如下性能表征：
1h-nmr(400mhz，cdcl3)δ3.66(s,3h)，2.91-2.85(m,1h)，2.81-2.76(m,1h)，2.20-2.14(m,4h)，2.07-2.01(m,1h)，1.95-1.89(m,4h)；
气相色谱(条件：100℃起5℃/min至280℃)测试得到的3-乙酰基环戊基甲酸甲酯，纯度为94％。
从实施例和对比例的结果可以看出，选用3-亚甲基-2-降冰片酮为原料，配合合适的反应温度、反应溶剂、物料加入条件能够一步合成得到3-乙酰基环戊基甲酸甲酯，且经过后处理，能够将产物纯度提高至94％以上，摩尔收率65％以上。
从对比例1和2可以看出，过高的温度会导致杂质的生成，从而影响产率和产品的纯度，过低的温度会导致反应时间延长，虽然不会产生额外的杂质，但产率收到影响。
从对比例3可以看出，虽然同为过氧化物，但是过氧乙酸并不能够获得3-乙酰基环戊基甲酸甲酯。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的工艺方法，但本发明并不局限于上述工艺步骤，即不意味着本发明必须依赖上述工艺步骤才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。