响应面优化食品添加剂中间体2-甲基-2-仲丁基丙二酸二乙酯合成工艺.pdf

282015,Wo.36,No.10
品学
※工艺技术
响应面优化食品添加剂中间体2-甲基-2-仲丁基
丙二酸二乙酯合成工艺
牛兰岚,李海迪,刘华清,尹卫平
(河南科技大学化工与制药学院,河南洛阳471003)
摘要:以甲基丙二酸二乙酯和2-溴丁烷为原料、乙醇钠为催化剂,经烷基化反应合成了食品增香剂中间体
2-甲基-2-仲丁基丙二酸二乙酯。对影响产率的原料物质的量比、反应时间、反应温度和催化剂等单因素水平考察的
基础上,应用响应面分析法进行了工优化。通过气相色谱和核磁波谱数据分析确证了2.甲基-2.仲丁基丙二酸二乙
的结构。其工艺简单、操作简便、原料易得、反应条件较温和、产品易于分离且成本低。反应最终产率平均值为
(70.6±0.11)%,具有工业化应用前景。
关键词:2-甲基-2-仲丁基丙二酸二乙酯;合成工艺优化;烷基化反应;响应面法分析
OpimiaionofSyntlesisPhocssfor2-Mehyl-2-Sec-BulylMalonateforUseasaSyntheiclntemeuiateofFoodAddives
NIU Lanlan, LI Haidi, LIU Huaqing, YIN Weiping
(School of Chemical Engineering and Pharmaceutics, Henan University of Science and Technology, Luoyang 471003, China
Abstract: The synthesis of 2-methyl-2-sec-butyl malonate as a synthetic intermediate of food flavoring agents via the
alkylation reaction of diethyl methylmalonate with - romoutane catalyzed by sodium ethoxide was optimized by the
combined use of single factor method and response surface methodology. The yield of 2-methyl-2-sec-butyl malonate was
investigated with respect to ratio of diethyl meth malonate to sodium, ratio of diethyl methylmalonate to 2-bromobutane
reaction time and temperature. The synthetic 2-methyl-2-sec-butyl malonate was structurally characterized by gas
chromatography(G)and nuclear magnetic resonance( NMR)spectroscopy. The synthesis rocedure presented in this study
was simple, easy to operate and economical and could produce easy-to-separate products from easily available materials
under mild reaction conditions. With this procedure, the average yield of the final product was(70.6#0.11), In conclusion
it has promising prospects for industrial application
Key words: 2-methyl-2-sec-buryl malonate; synthesis optimizat on; alkylation reaction; response surface methodology
中图分类号:TS202.3
文献标志码:A
文章编号:1002-6630(2015)10002806
doi:10.7506pkx1002-6630-20151000
烃基化的甲基丙二酸二乙豳和相关合成化合物是有采用微波辐射法的合成り,尤其采用碳酸钾同时添加
重要的有机合成中间体,被广泛应用于食品增香添加相转移催化剂,文献报道合成莘基丙二酸二乙酯业已
剂、香料和医药,具有重要的商业开发价值1?。多年取得较好的结果:但这些方法仍存在着所用溶剂和设备
来关于甲基丙二酸二乙酯的烷基化反应报道,传统的昂贵、溶剂回收困难的缺点。因此如何有效降低生产成
方法是以卤代烷和相应的醇为原料,强碔醇钠条件下本,提高反应收率,减少环境污染,进一步优化甲基两
完成4。由于该反应通常是在无水条件下进行,对反应二酸二乙醋烷基化的合成工艺#实现该中间体规模化生
条件要求较为苛刻。近年来有丙二酸二乙酯烷基化改进产,研究出切实可行的工业化、规模化生产工艺具有重
方法的相关研究进展,但该路线起始原料选择相应的烃要意义
基化丙二に酸二乙酯是关键,因为側链烃基的碳数过多会
基于上述合成路线的问题,本研究设计了以甲基
造成反应中间体碳负离子的生成过慢,导致反应副产物丙二酸二乙酯为合成子的合成路线。即以甲基丙二酸二
较多。有研究の报道用相转移催化法进行此类反应,也乙酯和2-溴丁烷为原料,通过烷基化反应一步合成2-甲
收稿日期:2014-12-02
基金项目:国家中小企业技术创新基金资助项目(10C26214104503)
作者简介:牛兰岚(1990-),女,硕土研究生,研究方向为天然有机化学。E-mai: an]an niut@163com
通信作者:尹卫平(1956-),女,教授,博士,研究方向为天然有机化学。E-mail:yinwp@mail.haust.cdu.cn
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