阅读说明：本技术 一种乙酰乙酸甲酯的制备方法 (Preparation method of methyl acetoacetate ) 是由 陈安源 马在河 王蒙 夏洪坤 张晓军 盛东杨 于 2019-04-17 设计创作，主要内容包括：本发明属于化工原料的生产技术领域,具体地说,涉及一种乙酰乙酸甲酯的制备方法。所述的制备方法包括：1)将甲醇和催化剂充分混合,得到含有催化剂的甲醇溶液；2)将步骤1)所得的含有催化剂的甲醇溶液和粗双乙烯酮分别通过输液泵同时输送到微反应器中,进行酯化反应,得到粗乙酰乙酸甲酯；3)将步骤2)所得的粗乙酰乙酸甲酯通过管线输入至甲酯精馏塔,精馏,得到乙酰乙酸甲酯。本发明方法克服了原工艺存在的缺点,反应过程副反应少,产品纯度高,收率高,安全可靠,设备投资少,实现了连续生产酯化反应工艺。(The invention belongs to the technical field of production of chemical raw materials, and particularly relates to a preparation method of methyl acetoacetate. The preparation method comprises the following steps: 1) fully mixing methanol and a catalyst to obtain a methanol solution containing the catalyst; 2) respectively and simultaneously conveying the methanol solution containing the catalyst and the crude diketene obtained in the step 1) into a microreactor through an infusion pump for esterification reaction to obtain crude methyl acetoacetate; 3) inputting the crude methyl acetoacetate obtained in the step 2) into a methyl acetoacetate rectifying tower through a pipeline, and rectifying to obtain methyl acetoacetate. The method overcomes the defects of the prior art, has less side reaction in the reaction process, high product purity, high yield, safety, reliability and less equipment investment, and realizes the continuous production esterification reaction process.)

一种乙酰乙酸甲酯的制备方法

技术领域

本发明属于化工原料的生产技术领域，具体地说，涉及一种乙酰乙酸甲酯的制备方法。

背景技术

乙酰乙酸甲酯是一种重要的有机合成中间体，其用途广泛，其衍生物大都是吨位较大的品种，目前应重点开发农药中间体、医药中间体，以满足市场需求。

乙酰乙酸甲酯作为广泛，在农药行业中，乙酰乙酸甲酯在农药行业中主要用于合成杀虫剂二嗪农、丙烯除草菊，除草剂吡唑特、吡草酮、苄草唑，杀菌剂土菌消等。化学助剂，乙酰乙酸甲酯除作为纤维素酯溶剂外，还可以作为抗疟药物合成、香精、涂料的溶剂；另外作为溶剂合成醇铝和螯合剂，用于树脂改性、印刷油墨的增粘，提高粘合力等；还可以作为聚合催化剂，用于制备与铝、铬等的金属配位化合物等；医药行业，乙酰乙酸甲酯在医药行业最主要用于合成头孢素类抗生素的重要中间体对羟基甘氨酸邓氏盐，另外还可以合成血管扩张剂潘生丁和抗癫痫药中间体丙戊酸和钙拮抗剂的原料3-氨基巴豆酸甲酯等；维生素，乙酰乙酸甲酯最具潜力的应用领域是用于合成系列维生素，目前用量最大的是用于合成维生素E的原料芳樟醇和异植物醇；乙酰乙酸甲酯可以合成β-紫罗兰香酮，该品是制备维生素A和胡萝卜素的重要原料；乙酰乙酸甲酯还可以合成乳清酸，又称维生素B₁₃，乳清酸作为治疗肝脏疾病的药物，而且可以参与核酸的合成，作为保健品等非常具有发展潜力；乙酰乙酸甲酯可以合成维生素B₁的原料α乙酰基-γ-丁内酯；有机合成，乙酰乙酸甲酯可以合成多种中药的精细化工中间体，其中最值得注意的是乙酰丙酮和2,6-甲基吡啶；染料行业，乙酰乙酸甲酯作为原料可以合成多种新型的重要的苯胺系列的染料中间体，另外还可以合成吡唑啉酮中间体，这些产品均为有发展前景的新型染料、颜料中间体。

国内传统的乙酰乙酸甲酯生产方法为釜式间歇法生产，将甲醇与催化剂加入到酯化反应釜充分混合，再流加双乙烯酮，流加完毕，保温之后得到粗乙酰乙酸甲酯粗品，再经精馏之后得到精品。由于方法结构原因，存在着操作稳定性差、装置生产能力低、转化率低等问题，很难满足市场的需求。

为提高乙酰乙酸甲酯的产率和收率，目前国内存在如下专利文献：

申请号为200810020812.7、发明名称为应用新型复合催化剂生产乙酰乙酸甲酯的方法的专利申请提出在双乙烯酮与甲醇进行酯化反应之前，用三乙烯二胺作为催化剂，酯化反应完成后再加入浓硫酸，以阻止双乙甲酯在随后的精馏过程中分解，从而保证乙酰乙酸甲酯酯化反应更完全。然而，该方法仍未摆脱浓硫酸的使用。

申请号为99114312.4、发明名称为乙酰乙酸甲酯的生产方法的专利申请公开了一种乙酰乙酸甲酯的生产方法，具体为在进行酯化反应之前，先将粗双乙烯酮经负压膜式蒸发精馏提纯，得到含量大于97％的精双乙烯酮，然后在催化剂的作用下与甲醇发生酯化反应，之后将酯化反应的生成物经两塔连续负压精馏得到纯度为99％的乙酰乙酸甲酯。其中，粗双乙烯酮是指由乙烯酮聚合产生的、未经提纯处理的、纯度在90-95％范围内的双乙烯酮。

然而，该种生产方法亦存在如下不足：首先，所述的粗双乙烯酮受热是很不稳定的，粗双乙烯酮精馏过程容易发生安全事故，产生的残渣也不稳定，如何处理也是难题，双乙烯酮生产企业基本都在此过程发生过安全事故；其次，粗双乙烯酮精馏时双乙烯酮发生聚合，双乙烯酮收率只有80-90％，能耗也高。

并且，由于酯化反应是剧烈放热过程，在流加双乙烯酮的过程中溶液会剧烈爆沸(温度可达120℃以上)，造成部分双乙烯酮在高温条件下氧化、聚合，使副反应增多，产品纯度降低，收率降低，成本升高。同时，甲醇、乙酰乙酸甲酯、双乙烯酮都属于易燃液体，在剧烈爆沸的情况下增加了发生安全事故的危险性。

如果能将粗双乙烯酮直接与甲醇反应生成乙酰乙酸甲酯，则既安全又节能降耗，同时也能减少投资。然而，由于粗双乙烯酮中含有醋酸醋酐，酸性较强，弱化了弱碱催化剂的催化活性，反应速度慢，同时粗双乙烯酮含量低，直接反应生成的粗酯杂质多，因此，简单精馏得不到高质量的乙酰乙酸甲酯。

申请号为201110267363.8、发明名称为一种乙酰乙酸甲酯的生产方法公开了一种乙酰乙酸甲酯的生产方法，其具体步骤为：(1)将粗双乙烯酮与甲醇在20-150℃下进行酯化反应，所述酯化反应采用叔胺、含亚乙基胺的化合物或碱性化合物中的一种作为催化剂；(2)将步骤(1)中酯化反应生成的产物进行四塔负压连续精馏，制得乙酰乙酸甲酯。本发明采用粗双乙烯酮酯化反应，不需双乙烯酮精馏提纯，能耗低，收率高，催化剂易得、反应条件温和，工艺过程安全且产物含量高、收率高，适合于工业化大生产。然而该方法采用的釜式反应，且反应产物需经过脱低沸塔、脱中沸塔、成品塔和脱高沸塔的四塔连续负压精馏，工艺过程复杂。

申请号为201810394783.4、发明名称为一种乙酰乙酸甲酯酯化生产工艺公开了一种乙酰乙酸甲酯酯化反应工艺，其具体步骤为：将甲醇和三乙胺打入熔料釜中，混合物泵入高液位槽中；然后滴加催化剂，充分混合后泵入混合器；再将双乙烯酮泵入混合器充分混合，混合物通入螺旋绕管微通道反应器进行酯化反应，反应后泵入冷却釜中冷却，然后泵入精馏塔；精馏后得到乙酰乙酸甲酯。该工艺实现了生产操作的连续性，反应稳定性高，防止了普通反应器不能精确控温而导致的飞温问题，排除了潜在的反应器操作***可能性；实现酯化反应高通量、高移热能力、高合成率和低加工成本，明显增加了企业经济效益。由于甲酯在精馏过程中容易分解，从而使得收率降低，纯度下降，为了防止甲酯在精馏过程中分解，上述方法中加入了催化剂对甲基苯磺酸作为稳定剂，其作用在于防止甲酯在精馏过程中的分解；同时在泵入精馏塔中进行精馏前需要先泵入冷却釜中冷却。可见上述方法增加了反应用物料和反应设备的投入，增加了生产成本。

有鉴于此特提出本发明。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种乙酰乙酸甲酯的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种乙酰乙酸甲酯的制备方法，其中，所述的制备方法包括如下步骤：

1)将甲醇和三乙胺充分混合，得到含有三乙胺的甲醇溶液；

2)将步骤1)所得的含有三乙胺的甲醇溶液和粗双乙烯酮分别通过输液泵同时输送到微反应器中，进行酯化反应，得到粗乙酰乙酸甲酯；

3)将步骤2)所得的粗乙酰乙酸甲酯通过管线输入至甲酯精馏塔，精馏，得到乙酰乙酸甲酯。

本发明通过两台输液泵将含有催化剂的甲醇溶液与粗双乙烯酮同时输送到微反应器的微通道里面，在微通道内反应。经微通道流出的物料直接进入精馏装置，进行精馏提纯。此合成工艺反应过程副反应少，产品纯度高，收率高，安全可靠，设备投资少，实现了连续生产酯化反应工艺。同时，本发明方法中物料在微反应器内反应完成后直接通过管线输入至甲酯精馏塔中进行精馏，不需要先泵入冷却釜中冷却后再精馏，节省了设备的投入。并且，本发明采用简单精馏、不需要经过脱低沸塔、脱中沸塔、成品塔和脱高沸塔的四塔连续负压精馏就能得到高质量的乙酰乙酸甲酯。

进一步的，步骤1)中，甲醇和三乙胺的质量比为500～1500：1，优选800～1200：1，更优选1000：1。

进一步的，步骤2)中，含有三乙胺的甲醇溶液以甲醇计与粗双乙烯酮的摩尔比为0.08～1.08：1，优选1.00～1.05：1，更优选1.02：1。

进一步的，步骤2)中，微反应器内的反应温度控制在110～115℃，优选115℃。

进一步的，步骤2)中，微反应器内的反应压强控制在2.5～4MPa，优选3.5MPa。

本发明方法中，在微反应器内的反应在110～115℃，优选115℃；2.5～4MPa，优选3.5MPa的条件下进行，同时物料在微反应器内反应完成后不需要经过冷却釜降温，直接通过管线输入至甲酯精馏塔中进行精馏，精馏塔内是负压，物料瞬间气化，防止了甲酯在升温过程中分解，收率提高，产品纯度提高，不用额外加入催化剂对甲基苯磺酸作为稳定剂就能起到防止甲酯在升温过程中分解的目的。

进一步的，步骤2)中，含有三乙胺的甲醇溶液的进料速度为30～40g/min，优选35g/min。

进一步的，步骤2)中，粗双乙烯酮的进料速度为90～100g/min，优选94.3g/min。

进一步的，步骤2)中，含有三乙胺的甲醇溶液和粗双乙烯酮在微反应器中的停留时间为55～65s，优选60s。

进一步的，所述的粗双乙烯酮的纯度为90％～92％。

原工艺中使用精双乙烯酮，精馏过程中产品损失较大。本发明采用粗双乙烯酮，避免了精馏过程中产品的损失。

本发明中，所述的精馏为减压精馏，具体为：在真空度100～900kPa下减压精馏，收集大于58℃的馏分，至液温140℃时冷却至40～45℃，破空，停止精馏。

采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1)本发明方法克服了原工艺存在的缺点，反应过程副反应少，产品纯度高，收率高，安全可靠，设备投资少，实现了连续生产酯化反应工艺；

2)与现有工艺相比，本发明方法室温进料，酯化过程不需要保温，降低能耗，微通道反应器内部的微结构使得微反应器设备具有极大的比表面积，可达搅拌釜比表面积的几百倍甚至上千倍。微反应器有着极好的传热和传质能力，可以实现物料的瞬间均匀混合和高效的传热，反应模块非常低的反应物持液量消除了传统反应器放大生产中大量反应物囤积的安全隐患，实现连续化生产，产品纯度高，收率高；

3)本发明方法中物料在微反应器内反应完成后不需要经过冷却釜降温，直接通过管线输入至甲酯精馏塔中进行精馏，精馏塔内是负压，物料瞬间气化，防止了甲酯在升温过程中分解，收率提高，产品纯度提高，不用额外加入催化剂对甲基苯磺酸作为稳定剂就能起到防止甲酯在升温过程中分解的目的，节省了物料和设备的投入。并且，本发明采用简单精馏、无需经过脱低沸塔、脱中沸塔、成品塔和脱高沸塔的四塔连续负压精馏就能得到高质量的乙酰乙酸甲酯。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

1)将甲醇和催化剂三乙胺按照质量比1000：1充分混合，得到含有催化剂的甲醇溶液；

2)将步骤1)所得的含有催化剂的甲醇溶液和双乙烯酮按照含有催化剂的甲醇溶液以甲醇计与双乙烯酮的摩尔比为1.02：1分别通过输液泵同时输送到微反应器中，微反应器内的反应温度控制在115℃，压强控制在3.5Mpa，含有催化剂的甲醇溶液的进料速度为35g/min，双乙烯酮的进料速度为94.3g/min，停留时间为60s，酯化反应稳定10min后得到粗乙酰乙酸甲酯；将粗乙酰乙酸甲酯送样气相检测，粗乙酰乙酸甲酯产品纯度达到98％，收率大于98％；

3)将步骤2)所得的粗乙酰乙酸甲酯泵入冷却釜中冷却后泵入精馏塔，精馏，得到乙酰乙酸甲酯无色透明液体，纯度≥99.5％，收率95.8％，酸度≤0.07％，水分≤0.07％。

实施例2

1)将甲醇和催化剂三乙胺按照质量比800：1充分混合，得到含有催化剂的甲醇溶液；

2)将步骤1)所得的含有催化剂的甲醇溶液和双乙烯酮按照含有催化剂的甲醇溶液以甲醇计与双乙烯酮的摩尔比为1.00：1分别通过输液泵同时输送到微反应器中，微反应器内的反应温度控制在110℃，压强控制在2.5Mpa，含有催化剂的甲醇溶液的进料速度为30g/min，双乙烯酮的进料速度为90g/min，停留时间为55s，酯化反应稳定10min后得到粗乙酰乙酸甲酯；将粗乙酰乙酸甲酯送样气相检测，粗乙酰乙酸甲酯产品纯度达到97.8％，收率96.1％；

3)将步骤2)所得的粗乙酰乙酸甲酯泵入冷却釜中冷却后泵入精馏塔，精馏，得到乙酰乙酸甲酯无色透明液体，纯度≥99.5％，收率95.4％，酸度≤0.07％，水分≤0.07％。

实施例3

1)将甲醇和催化剂三乙胺按照质量比1200：1充分混合，得到含有催化剂的甲醇溶液；

2)将步骤1)所得的含有催化剂的甲醇溶液和双乙烯酮按照含有催化剂的甲醇溶液以甲醇计与双乙烯酮的摩尔比为1.05：1分别通过输液泵同时输送到微反应器中，微反应器内的反应温度控制在112℃，压强控制在4Mpa，含有催化剂的甲醇溶液的进料速度为40g/min，双乙烯酮的进料速度为100g/min，停留时间为65s，酯化反应稳定10min后得到粗乙酰乙酸甲酯；将粗乙酰乙酸甲酯送样气相检测，粗乙酰乙酸甲酯产品纯度达到97.6％，收率95.4％；

3)将步骤2)所得的粗乙酰乙酸甲酯泵入冷却釜中冷却后泵入精馏塔，精馏，得到乙酰乙酸甲酯无色透明液体，纯度≥99.5％，收率95.6％，酸度≤0.07％，水分≤0.07％。

实施例4

1)将甲醇和催化剂三乙胺按照质量比500：1充分混合，得到含有催化剂的甲醇溶液；

2)将步骤1)所得的含有催化剂的甲醇溶液和双乙烯酮按照含有催化剂的甲醇溶液以甲醇计与双乙烯酮的摩尔比为0.08：1分别通过输液泵同时输送到微反应器中，微反应器内的反应温度控制在113℃，压强控制在3.0Mpa，含有催化剂的甲醇溶液的进料速度为38g/min，双乙烯酮的进料速度为92g/min，停留时间为58s，酯化反应稳定10min后得到粗乙酰乙酸甲酯；将粗乙酰乙酸甲酯送样气相检测，粗乙酰乙酸甲酯产品纯度达到97.7％，收率95.8％；

3)将步骤2)所得的粗乙酰乙酸甲酯泵入冷却釜中冷却后泵入精馏塔，精馏，得到乙酰乙酸甲酯无色透明液体，纯度≥99.5％，收率95.3％，酸度≤0.07％，水分≤0.07％。

实施例5

1)将甲醇和催化剂三乙胺按照质量比1500：1充分混合，得到含有催化剂的甲醇溶液；

2)将步骤1)所得的含有催化剂的甲醇溶液和双乙烯酮按照含有催化剂的甲醇溶液以甲醇计与双乙烯酮的摩尔比为1.08：1分别通过输液泵同时输送到微反应器中，微反应器内的反应温度控制在114℃，压强控制在3.6Mpa，含有催化剂的甲醇溶液的进料速度为38g/min，双乙烯酮的进料速度为95.2g/min，停留时间为62s，酯化反应稳定10min后得到粗乙酰乙酸甲酯；将粗乙酰乙酸甲酯送样气相检测，粗乙酰乙酸甲酯产品纯度达到97.9％，收率95.6％；

3)将步骤2)所得的粗乙酰乙酸甲酯泵入冷却釜中冷却后泵入精馏塔，精馏，得到乙酰乙酸甲酯无色透明液体，纯度≥99.5％，收率95.6％，酸度≤0.07％，水分≤0.07％。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本发明的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许变动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。