本发明涉及异丁酰肼领域，具体地，涉及一种异丁酰肼的制备方法。
背景技术：
：异丁酰肼为合成除草剂氨唑草酮的重要中间体,其结构如下：目前报道的异丁酰肼的合成方法，主要是通过异丁酸或异丁酸的酯与水合肼反应得到,但目前的合成方法主要存在以下问题：(1)采用异丁酸直接与水合肼缩合反应，虽然收率较高，但该反应需使用催化剂，常用的催化剂例如可以为钛酸四异丙酯、二氧化钛和三氧化二铝中的一种或多种。而使用催化剂的缺点是分离催化剂较困难，对设备要求较苛刻，操作不方便。同时，直接缩合反应中，由于加入催化剂,反应活性较高,杂质M172不容易控制，进而影响异丁酰肼的收率和含量。此外，使用直接缩合法制备异丁酰肼，需使用纯度为100％的水合肼，原料不易得，且在放大生产时具有一定安全风险。(2)采用异丁酸的酯作原料与水合肼反应，综合效益低。现有技术中通常采用异丁酸甲酯为原料，这是由于采用异丁酸的其它酯进行肼解反应时速率慢，转化率低。而异丁酸甲酯是由异丁酸与甲醇反应得到的，对于用该方法得到的异丁酸甲酯，若直接采用精馏(精馏温度为64℃)分离反应产物中的甲醇与异丁酸甲酯以得到高纯度(大于80重量％)的异丁酸甲酯已被证明不可行，主要原因是由于异丁酸甲酯与甲醇共沸，共沸物组成中甲醇占比约75％；若采用水洗后处理，会导致异丁酸甲酯收率降低，成本提高。所以，开发一种收率高、条件相对温和以及后处理简单的异丁酰肼的制备方法是非常必要的。技术实现要素：为了克服现有技术中异丁酰肼的制备条件苛刻、副产物不易控制、收率低、后处理困难等缺陷，本发明提供了一种异丁酰肼的制备方法，采用该制备方法，产物收率和纯度高，条件相对温和，后处理简单。具体地，本发明提供了一种异丁酰肼的制备方法，该方法包括：(a)在酯化反应条件下，将异丁酸与甲醇在催化剂存在下反应，将酯化反应得到的混合物在70-120℃下进行蒸馏，得到含有异丁酸甲酯的馏出液以及残留液；将所述馏出液中的水相分离掉，得到含有异丁酸甲酯的有机相；(b)在肼解反应条件下，将步骤(a)得到的含有异丁酸甲酯的有机相与水合肼反应；其中，在步骤(a)中，所述异丁酸与甲醇的摩尔比为1：1-2.8。本发明的发明人在研究中发现，以异丁酸、甲醇以及水合肼作为反应原料，在合成异丁酰肼所经历的酯化反应和肼解反应中，可以利用套用母液的方法来提高酯化收率，同时通过控制异丁酸与甲醇的反应摩尔比以及酯化产物的蒸馏温度，直接从蒸馏所得的馏出液中分离掉水相，并将得到的含有异丁酸甲酯的有机相直接用于异丁酰肼的合成，可以达到提高产品收率的效果，并且操作简便，易于工业化操作，从而避免了现有技术使用分离的异丁酸甲酯带来的收率降低以及使用催化剂(异丁酸与水合肼直接缩合反应所需)带来的后处理困难的问题。本发明的发明人经过深入研究后还发现，当以异丁酸、甲醇以及水合肼作为反应原料制备异丁酰肼时，为了提高酯化反应的收率，现有技术通常使用3-4当量的甲醇与异丁酸进行酯化反应，此时酯化反应转化率可以达到98％以上。为了使得酯化反应产物中的异丁酸甲酯顺利与水合肼进行肼解反应，通常需要将异丁酸甲酯从酯化反应产物中分离出来，如上所述，所述分离的方法可以采用精馏法、水洗法或脱溶法进行，但是直接采用精馏分离酯化反应产物中的异丁酸甲酯已被证明不可行，而采用水洗处理导致异丁酸甲酯收率降低，直接采用脱溶的方式所得的异丁酸甲酯中甲醇含量太高，会导致下一步肼解反应速度太慢，以致反应难以进行完全。而本发明的发明人发现，采用接近当量(1-2.8)的甲醇与异丁酸进行酯化反应，当反应转化率达到90％以上时，反应进行较慢，此时直接对得到的反应混合液在70-115℃的温度下进行蒸馏，并将得到的馏出液进行分层并除去水相，可得含量80重量％以上的异丁酸甲酯，之后将其直接用于异丁酰肼的合成，能够显著提高异丁酰肼的收率和纯度。此外，剩余的残留液中包括未反应的异丁酸以及催化剂，通过补加适量的异丁酸和甲醇，继续进行酯化反应，重复之前的操作，可使酯化反应的累积收率达到96％以上，同时催化剂的套用不产生新的三废。套用反应液蒸馏后所得的含有异丁酸甲酯的有机相可直接用于异丁酰肼的合成。此外，此方法合成异丁酰肼后处理加入溶剂经回流分水，去除甲醇及水，所得含有异丁酰肼的溶液通过降温、结晶、过滤等常规操作即可实现对异丁酰肼的分离，避免了使用催化剂(异丁酸与水合肼反应所需)合成异丁酰肼时导致的后处理催化剂难以分离的缺点。本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。具体实施方式以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。本发明提供了一种异丁酰肼的制备方法，该方法包括：(a)在酯化反应条件下，将异丁酸与甲醇在催化剂存在下反应，将酯化反应得到的混合物在70-120℃下进行蒸馏，得到含有异丁酸甲酯的馏出液以及残留液；将所述馏出液中的水相分离掉，得到含有异丁酸甲酯的有机相；(b)在肼解反应条件下，将步骤(a)得到的含有异丁酸甲酯的有机相与水合肼反应。其中，在步骤(a)中，所述异丁酸与甲醇的摩尔比为1：1-2.8。根据本发明，在步骤(a)中，所述酯化反应条件可以为本领域的常规选择。例如，所述酯化反应条件包括：温度可以为60-100℃，优选为70-80℃；时间可以为1-8小时，优选为4-8小时。根据本发明，在步骤(a)中，所述催化剂可以为本领域常规的用于催化酯化反应的各种催化剂。例如，所述催化剂可以为浓硫酸、对甲苯磺酸和离子交换树脂中的一种或多种，优选为浓硫酸。根据本发明的一种优选的实施方式，酯化反应所使用的浓硫酸的浓度为98重量％。根据本发明，在步骤(a)中，所述异丁酸与甲醇的摩尔比可以为1：1-2.8，为了更好地实现发明目的，兼顾收率和成本以及产物纯度，所述异丁酸与甲醇的摩尔比优选为1：1-2，更优选为1：1.1-1.5。根据本发明，在步骤(a)中，所述催化剂的用量没有特别的限定，可以为本领域的常规选择，例如，所述异丁酸、甲醇与催化剂的摩尔比可以为1：1-1.5：0.01-0.5，优选为1：1.1-1.5：0.05-0.1。在本发明中，所述蒸馏的方式没有特别的限定，只要能够将异丁酸甲酯蒸出即可。例如所述蒸馏可以为常压蒸馏、减压蒸馏和精馏中的一种或多种，优选为常压蒸馏。如果没有特别说明，本发明中的蒸馏均为常压蒸馏。如果采用减压蒸馏的方式，则可以根据常压蒸馏的温度70-120℃和减压蒸馏的压力温度关系图来确定减压蒸馏的温度。根据压力和常压蒸馏的温度确定减压蒸馏的温度的方法为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述。在本发明中，尽管步骤(a)中的蒸馏的温度控制在70-120℃即可实现本发明的目的，但是为了得到更高含量的异丁酸甲酯的有机相，同时缩短反应时间，并进而提高异丁酰肼的收率，所述蒸馏的温度优选为75-120℃，更优选为80-110℃。另外需要说明的是，随着蒸馏的进行，酯化反应容器内的液体逐渐减少，需要逐渐提高蒸馏反应的温度，故实际的蒸馏的过程是一个逐步升温的过程，但是整个蒸馏过程的温度均在70-120℃的范围内。根据本发明，在步骤(a)中，将所述馏出液中的水相分离掉的方式可以为本领域的常规选择，可以采用各种水油分离的方式。例如可以通过静置分层分离掉水相。由于异丁酸甲酯在水中的溶解度很小，所以水相中的异丁酸甲酯可以忽略不计。根据本发明，在步骤(a)中，所述含有异丁酸甲酯的有机相中异丁酸甲酯的含量可以在较大范围内变动，例如可以为75-90重量％。为了使得步骤(b)中肼解反应的更好地进行，所述含有异丁酸甲酯的有机相中异丁酸甲酯的含量优选为80-90重量％。所述有机相中除了异丁酸甲酯，还可以含有水和甲醇。根据本发明，在步骤(b)中，所述水合肼的纯度没有特别的限定，只要能够进行肼解反应即可。但是为了得到更高的产物收率，所述水合肼的纯度优选不低于80重量％，更优选为80-100重量％，最优选为100重量％。根据本发明，在步骤(b)中，所述异丁酸甲酯与水合肼用量的摩尔比没有特别的限定，可以为本领域的常规选择，例如可以为1：0.5-3，优选为1-1.5，更优选为1.2-1.4。由于本发明中的异丁酸甲酯存在于含有异丁酸甲酯的有机相中，所以本发明中的异丁酸甲酯与水合肼的摩尔比指的是纯的异丁酸甲酯与纯的水合肼的摩尔比。根据本发明，在步骤(b)中，所述肼解反应条件可以为本领域的常规选择。例如，所述肼解反应条件包括：温度可以为60-100℃，优选为80-90℃；时间可以为10-30小时，优选为18-24小时。根据本发明，其中，所述方法还可以包括在步骤(b)中，往肼解反应得到的混合物中加入溶剂进行回流分水，分离掉水和甲醇，得到含有异丁酰肼的釜底液。在本发明中，肼解反应得到的混合物中加入的溶剂可以为苯、卤代苯和C1-C3烷基取代苯中的一种或多种，优选为苯、甲苯、二甲苯、氯苯、二氯苯中的一种或多种，更优选为甲苯。根据本发明，在步骤(b)中，所述溶剂的用量的比例可以在较大范围内变动。例如，相对于100重量份的参与肼解反应的含有异丁酸甲酯的有机相，所述溶剂的加入量为100-1000重量份，优选为150-500重量份，更优选为150-300重量份。在本发明中，所述回流分水的装置和具体操作为本领域技术人员所熟知。所述回流分水的温度可以在较大范围内变动，只要能将肼解反应得到的混合物中的水和甲醇分离掉即可。根据本发明一种优选的实施方式，所述回流分水的温度为70-135℃，更优选为80-110℃。另外需要说明的是，随着回流分水过程的进行，容器内的液体逐渐减少，需要逐渐提高回流分水的温度，故实际的回流分水过程是一个逐步升温的过程，但是整个回流分水过程的温度均在70-135℃的范围内。根据本发明，所述方法优选还包括：将所述含有异丁酰肼的釜底液降温至10-30℃、优选降温至10-15℃，固液分离得到异丁酰肼。所述固液分离的方式为本领域的常规选择，只要能将固体和液体分离开即可。例如可以通过离心、过滤或抽滤等方式进行。所述方法优选还包括将固液分离得到异丁酰肼进行干燥。干燥的条件和方式为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述。根据本发明，所述方法还包括：向步骤(a)得到的所述残留液中加入异丁酸和甲醇继续进行酯化反应，然后将酯化反应得到的混合物采用步骤(a)中的方法依次进行蒸馏、除去馏出液中的水。在本发明中，向步骤(a)得到的所述残留液中加入异丁酸和甲醇可以进行多次重复。优选进行6-7次时，所述异丁酸甲酯的总收率基本不发生变化，为97-98％。需要说明的是，可以先进行数次步骤(a)，然后将所有得到的含有异丁酸甲酯的有机相合并到一起进行步骤(b)中的肼解反应；也可以进行一次步骤(a)，将得到的异丁酸甲酯的有机相立即进行步骤(b)中的肼解反应，同时或之后向步骤(a)中得到的残留液中补加异丁酸和甲醇后进行步骤(a)得到含有异丁酸甲酯的有机相。在本发明中，往所述残留液中加入的所述异丁酸和甲醇的摩尔比可以为1:1-2.8，优选为1：1-2，更优选为1.1-1.5。以下将通过实施例对本发明进行详细描述。在以下实施例和对比例中，产物异丁酰肼的纯度、有机相中异丁酸甲酯的含量以及残留液中异丁酸的含量使用气相色谱仪(安捷伦，型号6890)通过气相色谱定量测试法进行测定。异丁酸甲酯的收率如下式所定义：Ya＝m2×p2×M1×100％/(m1×p1×M2)其中，Ya：异丁酸甲酯的收率，m1：异丁酸的重量，p1：异丁酸的纯度，M1：异丁酸的分子量，m2：异丁酸甲酯的重量，p2：异丁酸甲酯的纯度，M2：异丁酸甲酯的分子量。特别说明，异丁酸甲酯的收率的计算过程中，如有套用了上一步的残留液，异丁酸的重量＝本步中异丁酸的投料量+上一步的残留液中的异丁酸的重量-本步的残留液中的异丁酸的重量。异丁酰肼的总收率如下式所定义：Yb＝m3×p3×M1×100％/(m1×p1×M3)其中，Yb：异丁酰肼总收率，m1：异丁酸的重量，p1：异丁酸的纯度，M1：异丁酸的分子量，m3：异丁酰肼的重量，p3：异丁酰肼的纯度，M3：异丁酰肼的分子量。如果没有特殊说明，实施例和对比例中所使用的异丁酸的纯度为99重量％，甲醇的纯度为99重量％，浓硫酸的纯度为98重量％，水合肼的纯度为80重量％。实施例1本实施例用于说明本发明提供的异丁酰肼的制备方法(a)异丁酸甲酯的制备步骤(1-1)：在反应瓶中依次加入39.8g(1.23mol)甲醇、11.2g(0.112mol)浓硫酸和100g(1.12mol)异丁酸并搅拌均匀，温度升至80℃，保持回流状态反应6小时。取样进行色谱分析，至异丁酸气相归一面积小于10％时停止反应。然后将反应得到的混合物在80-110℃的温度下进行常压蒸馏，无明显馏分馏出时即可停止蒸馏，得到含有异丁酸甲酯的馏出液和残留液B1-1。将所述馏出液中的水相分离掉，得到含有异丁酸甲酯的有机相A1-1。步骤(1-2)：向残留液B1-1中加入47.1g(1.46mol)甲醇和100g(1.12mol)异丁酸，按照步骤(1-1)中的条件进行酯化反应以及产物的后续分离。得到含有异丁酸甲酯的有机相A1-2和残留液B1-2。步骤(1-3)：向残留液B1-2中加入54.4g(1.68mol)甲醇和100g(1.12mol)异丁酸，按照步骤(1-1)中的条件进行酯化反应以及产物的后续分离。得到含有异丁酸甲酯的有机相A1-3和残留液B1-3。步骤(1-4)：向残留液B1-3中加入53g(1.64mol)甲醇和100g(1.12mol)异丁酸，按照步骤(1-1)中的条件进行酯化反应以及产物的后续分离。得到含有异丁酸甲酯的有机相A1-4和残留液B1-4。步骤(1-5)：向残留液B1-4中加入57g(1.76mol)甲醇和100g(1.12mol)异丁酸，按照步骤(1-1)中的条件进行酯化反应以及产物的后续分离。得到含有异丁酸甲酯的有机相A1-5和残留液B1-5。步骤(1-6)：向残留液B1-5中加入62.3g(1.93mol)甲醇和100g(1.12mol)异丁酸，按照步骤(1-1)中的条件进行酯化反应以及产物的后续分离。得到含有异丁酸甲酯的有机相A1-6和残留液B1-6。步骤(1-7)：向残留液B1-6中加入53g(1.64mol)甲醇和100g(1.12mol)异丁酸，按照步骤(1-1)中的条件进行酯化反应以及产物的后续分离。得到含有异丁酸甲酯的有机相A1-7和残留液B1-7。异丁酸甲酯的总收率为98.1％。其中，含有异丁酸甲酯的有机相的重量m(A)、有机相中异丁酸甲酯的含量c、残留液重量m(B)、残留液中异丁酸的含量d和异丁酸甲酯的收率列于表1中。表1编号m(A)(g)c(重量％)m(B)(g)d(重量％)累计收率(％)步骤(1-1)113.885.628.240.084.9步骤(1-2)128.684.531.535.389.8步骤(1-3)134.783.835.341.092.7步骤(1-4)138.383.930.040.994.8步骤(1-5)135.185.634.138.096.0步骤(1-6)143.582.834.341.097.2步骤(1-7)140.084.433.039.098.1(b)异丁酰肼的制备将制备得到的含有异丁酸甲酯的有机相A1-1至A1-7合并，得到含有异丁酸甲酯的有机相A1。向反应瓶中加入71g(1.14mol)水合肼，升温至80℃，滴加115g(0.95mol)上述含有异丁酸甲酯的有机相A1，滴加完毕后，在80-85℃下回流反应24小时，取样分析至异丁酸甲酯含量低于2重量％时停止反应。反应结束后，往肼解反应得到的混合物中加入200g甲苯，在70-110℃的条件下回流分水除去水和甲醇，待釜温升至106-110℃，至无水分出时，降温至10℃，抽滤，得到异丁酰肼湿品，减压干燥后得异丁酰肼95.0g(0.90mol，97重量％)，异丁酰肼的总收率为93.1％。实施例2本实施例用于说明本发明提供的异丁酰肼的制备方法(a)异丁酸甲酯的制备步骤(2-1)：在反应瓶中依次加入54.36g(1.68mol)甲醇、9.64g(0.056mol)对甲苯磺酸和100g(1.12mol)异丁酸并搅拌均匀，温度升至70℃，保持回流状态反应8小时。取样进行色谱分析，至异丁酸气相归一面积小于10％时停止反应。然后将反应得到的混合物在80-110℃的温度下进行常压蒸馏，无明显馏分馏出时即可停止蒸馏，得到含有异丁酸甲酯的馏出液和残留液B2-1。将所述馏出液中的水相分离掉，得到含有异丁酸甲酯的有机相A2-1。步骤(2-2)：向残留液B2-1中加入39.8g(1.23mol)甲醇和100g(1.12mol)异丁酸，按照步骤(2-1)中的条件进行酯化反应以及产物的后续分离。得到含有异丁酸甲酯的有机相A2-2和残留液B2-2。步骤(2-3)：向残留液B2-2中加入47.1g(1.46mol)甲醇和100g(1.12mol)异丁酸，按照步骤(2-1)中的条件进行酯化反应以及产物的后续分离。得到含有异丁酸甲酯的有机相A2-3和残留液B2-3。步骤(2-4)：向残留液B2-1中加入56g(1.73mol)甲醇和100g(1.12mol)异丁酸，按照步骤(2-1)中的条件进行酯化反应以及产物的后续分离。得到含有异丁酸甲酯的有机相A2-4和残留液B2-4。步骤(2-5)：向残留液B2-1中加入55g(1.70mol)甲醇和100g(1.12mol)异丁酸，按照步骤(2-1)中的条件进行酯化反应以及产物的后续分离。得到含有异丁酸甲酯的有机相A2-5和残留液B2-5。步骤(2-6)：向残留液B2-1中加入55g(1.70mol)甲醇和100g(1.12mol)异丁酸，按照步骤(2-1)中的条件进行酯化反应以及产物的后续分离。得到含有异丁酸甲酯的有机相A2-6和残留液B2-6。步骤(2-7)：向残留液B2-1中加入60g(1.85mol)甲醇和100g(1.12mol)异丁酸，按照步骤(2-1)中的条件进行酯化反应以及产物的后续分离。得到含有异丁酸甲酯的有机相A2-5和残留液B2-5。异丁酸甲酯的总收率为97.3％。其中，含有异丁酸甲酯的有机相的重量m(A)、有机相中异丁酸甲酯的含量c、残留液重量m(B)、残留液中异丁酸的含量d和异丁酸甲酯的收率列于表2中。表2编号m(A)(g)c(重量％)m(B)(g)d(重量％)累计收率(％)步骤(2-1)123.380.130.541.086.1步骤(2-2)128.685.333.238.390.8步骤(2-3)133.582.134.040.592.4步骤(2-4)139.783.633.940.994.7步骤(2-5)138.282.834.638.095.7步骤(2-6)138.082.536.140.396.3步骤(2-7)143.083.033.041.997.3b)异丁酰肼的制备将制备得到的含有异丁酸甲酯的有机相A2-1至A2-7合并，得到含有异丁酸甲酯的有机相A2。向反应瓶中加入71g(1.14mol)水合肼，升温至80℃，滴加101.2g(0.82mol)上述含有异丁酸甲酯溶液的有机相A2，滴加完毕后，在90℃下回流反应21小时，取样分析至异丁酸甲酯含量低于2重量％时停止反应。反应结束后，往肼解反应得到的混合物中加入300g甲苯，在80-110℃的条件下回流分水除去水和甲醇，待釜温升至106-110℃，至无水分出时，降温至12℃，抽滤，得到异丁酰肼湿品，减压干燥后得异丁酰肼81.6g(0.78mol，97.5重量％)，异丁酰肼的总收率为92.4％。实施例3本实施例用于说明本发明提供的异丁酰肼的制备方法(a)异丁酸甲酯的制备步骤(3-1)：在反应瓶中依次加入47.1g(1.46mol)甲醇、8.4g(0.084mol)浓硫酸和100g(1.12mol)异丁酸并搅拌均匀，温度升至75℃，保持回流状态反应4小时。取样进行色谱分析，至异丁酸气相归一面积小于10％时停止反应。然后将反应得到的混合物在80-110℃的温度下进行常压蒸馏，无明显馏分馏出时即可停止蒸馏，得到含有异丁酸甲酯的馏出液和残留液B3-1。将所述馏出液中的水相分离掉，得到含有异丁酸甲酯的有机相A3-1。步骤(3-2)：向残留液B3-1中加入53g(1.64mol)甲醇和100g(1.12mol)异丁酸，按照步骤(3-1)中的条件进行酯化反应以及产物的后续分离。得到含有异丁酸甲酯的有机相A3-2和残留液B3-2。步骤(3-3)：向残留液B3-2中加入39.8g(1.23mol)甲醇和100g(1.12mol)异丁酸，按照步骤(3-1)中的条件进行酯化反应以及产物的后续分离。得到含有异丁酸甲酯的有机相A3-3和残留液B3-3。步骤(3-4)：向残留液B3-1中加入54g(1.67mol)甲醇和100g(1.12mol)异丁酸，按照步骤(3-1)中的条件进行酯化反应以及产物的后续分离。得到含有异丁酸甲酯的有机相A3-4和残留液B3-4。步骤(3-5)：向残留液B3-1中加入56g(1.73mol)甲醇和100g(1.12mol)异丁酸，按照步骤(3-1)中的条件进行酯化反应以及产物的后续分离。得到含有异丁酸甲酯的有机相A3-5和残留液B3-5。步骤(3-6)：向残留液B3-1中加入60g(1.85mol)甲醇和100g(1.12mol)异丁酸，按照步骤(3-1)中的条件进行酯化反应以及产物的后续分离。得到含有异丁酸甲酯的有机相A3-6和残留液B3-6。步骤(3-7)：向残留液B3-1中加入55g(1.70mol)甲醇和100g(1.12mol)异丁酸，按照步骤(3-1)中的条件进行酯化反应以及产物的后续分离。得到含有异丁酸甲酯的有机相A3-7和残留液B3-7。异丁酸甲酯的总收率为98.2％。其中，含有异丁酸甲酯的有机相的重量m(A)、有机相中异丁酸甲酯的含量c、残留液重量m(B)、残留液中异丁酸的含量d和异丁酸甲酯的收率列于表3中。表3编号m(A)(g)c(重量％)m(B)(g)d(重量％)累计收率(％)步骤(3-1)11783.530.040.085.1步骤(3-2)12985.933.238.390.9步骤(3-3)13084.631.041.992.5步骤(3-4)13484.935.041.194.2步骤(3-5)13785.335.540.795.7步骤(3-6)14284.635.341.697.2步骤(3-7)14085.336.740.398.2(b)异丁酰肼的制备将制备得到的含有异丁酸甲酯的有机相A3-1至A3-7合并，得到含有异丁酸甲酯的有机相A3。向反应瓶中加入71g(1.14mol)水合肼，升温至80℃，滴加105.9g(0.88mol)上述含有异丁酸甲酯的有机相A3，滴加完毕后，在85℃下回流反应18小时，取样分析至异丁酸甲酯含量低于2重量％时停止反应。反应结束后，往肼解反应得到的混合物中加入160g对二甲苯，在90-135℃的条件下回流分水除去水和甲醇，待釜温升至135℃，至无水分出时，降温至15℃，抽滤，得到异丁酰肼湿品，减压干燥后得异丁酰肼86.9g(0.83mol，97.3重量％)，异丁酰肼的总收率为92.3％。实施例4本实施例用于说明本发明提供的异丁酰肼的制备方法(a)异丁酸甲酯的制备按照实施例1的条件进行，不同的是，在步骤(1-1)至步骤(1-7)中，异丁酸的加入量为100g(1.12mol)，甲醇的加入量为65.2g(2mol)。异丁酸甲酯的总收率为98.2％。其中，含有异丁酸甲酯的有机相的重量m(A)、有机相中异丁酸甲酯的含量c、残留液重量m(B)、残留液中异丁酸的含量d和异丁酸甲酯的收率列于表4中。表4编号m(A)(g)c(重量％)m(B)(g)d(重量％)累计收率(％)步骤(4-1)129.679.036.038.089.2步骤(4-2)141.180.333.034.894.0步骤(4-3)140.579.834.540.395.2步骤(4-4)139.381.832.039.696.2步骤(4-5)143.080.335.040.097.0步骤(4-6)145.180.033.442.997.7步骤(4-7)142.681.334.241.098.2(2)异丁酰肼的制备将步骤(1)制备得到的所有含有异丁酸甲酯的有机相合并，得到含有异丁酸甲酯的有机相A4。按照实施例1相同的条件进行肼解反应，不同的是，使用相同质量的A4代替A1。最终得到异丁酰肼88.9g(0.85mol，97.1重量％)，异丁酰肼的总收率为91.2％。实施例5本实施例用于说明本发明提供的异丁酰肼的制备方法(a)异丁酸甲酯的制备按照实施例1的条件进行，不同的是，只进行步骤(1-1)至步骤(1-4)。异丁酸甲酯的总收率为95.1％。其中，含有异丁酸甲酯的有机相的重量m(A)、有机相中异丁酸甲酯的含量c、残留液重量m(B)、残留液中异丁酸的含量d和异丁酸甲酯的收率列于表5中。表5编号m(A)(g)c(重量％)m(B)(g)d(重量％)累计收率(％)步骤(5-1)113.686.029.341.585.1步骤(5-2)129.685.633.039.090.9步骤(5-3)134.783.834.841.393.4步骤(5-4)138.383.232.040.595.1(2)异丁酰肼的制备将制备得到的含有异丁酸甲酯的有机相A5-1至A5-4合并，得到含有异丁酸甲酯的有机相A5。按照实施例1相同的条件进行肼解反应，不同的是，使用相同质量的A5代替A1。最终得到异丁酰肼94.6g(0.90mol，97.2重量％)，异丁酰肼的总收率为89.9％。对比例1本对比例用于说明参比的异丁酰肼的制备方法按照实施例1的方法制备异丁酰肼，不同的是，酯化反应得到的混合物的蒸馏温度为55-69℃，具体步骤如下：(a)异丁酸甲酯的制备步骤(D1-1)：在反应瓶中依次加入39.8g(1.23mol)甲醇、11.2g(0.112mol)浓硫酸和100g(1.12mol)异丁酸并搅拌均匀，温度升至80℃，保持回流状态反应6小时。取样进行色谱分析，至异丁酸气相归一面积小于10％时停止反应。然后将反应得到的混合物在55-69℃的温度下进行常压蒸馏，无明显馏分馏出。对比例2本对比例用于说明参比的异丁酰肼的制备方法按照实施例1的方法制备异丁酰肼，不同的是，酯化反应得到的混合物的蒸馏温度为121-125℃，具体步骤如下：(a)异丁酸甲酯的制备步骤(D2-1)：在反应瓶中依次加入39.8g(1.23mol)甲醇、11.2g(0.112mol)浓硫酸和100g(1.12mol)异丁酸并搅拌均匀，温度升至80℃，保持回流状态反应6小时。取样进行色谱分析，至异丁酸气相归一面积小于10％时停止反应。然后将反应得到的混合物在121-125℃的温度下进行常压蒸馏，无明显馏分馏出时即可停止蒸馏，得到含有异丁酸甲酯的馏出液和残留液DB2-1。将所述馏出液中的水相分离掉，得到含有异丁酸甲酯的有机相DA2-1。步骤(D2-2)：向残留液DB2-1中加入47.1g(1.46mol)甲醇和100g(1.12mol)异丁酸，按照步骤(D2-1)中的条件进行酯化反应以及产物的后续分离。得到含有异丁酸甲酯的有机相DA2-2和残留液DB2-2。步骤(D2-3)：向残留液DB2-2中加入54.36g(1.68mol)甲醇和100g(1.12mol)异丁酸，按照步骤(D2-1)中的条件进行酯化反应以及产物的后续分离。得到含有异丁酸甲酯的有机相DA2-3和残留液DB2-3。步骤(D2-4)：向残留液DB2-1中加入53g(1.64mol)甲醇和100g(1.12mol)异丁酸，按照步骤(D2-1)中的条件进行酯化反应以及产物的后续分离。得到含有异丁酸甲酯的有机相DA2-4和残留液DB2-4。步骤(D2-5)：向残留液DB2-1中加入57g(1.76mol)甲醇和100g(1.12mol)异丁酸，按照步骤(D2-1)中的条件进行酯化反应以及产物的后续分离。得到含有异丁酸甲酯的有机相DA2-5和残留液DB2-5。步骤(D2-6)：向残留液DB2-1中加入62.3g(1.93mol)甲醇和100g(1.12mol)异丁酸，按照步骤(D2-1)中的条件进行酯化反应以及产物的后续分离。得到含有异丁酸甲酯的有机相DA2-6和残留液DB2-6。步骤(D2-7)：向残留液DB2-1中加入53g(1.64mol)甲醇和100g(1.12mol)异丁酸，按照步骤(D2-1)中的条件进行酯化反应以及产物的后续分离。得到含有异丁酸甲酯的有机相DA2-7和残留液DB2-7。异丁酸甲酯的总收率为96.3％。其中，含有异丁酸甲酯的有机相的重量m(A)、有机相中异丁酸甲酯的含量c、残留液重量m(B)、残留液中异丁酸的含量d和异丁酸甲酯的收率列于表7中。表7编号m(A)(g)c(重量％)m(B)(g)d(重量％)收率(％)步骤(D2-1)119.082.520.234.785.6步骤(D2-2)132.681.621.651.589.9步骤(D2-3)136.081.124.958.192.0步骤(D2-4)140.180.521.856.393.6步骤(D2-5)138.382.023.555.194.6步骤(D2-6)141.082.325.654.995.7步骤(D2-7)140.081.924.053.696.3(b)异丁酰肼的制备将制备得到的含有异丁酸甲酯的有机相DA2-1至DA2-7合并，得到含有异丁酸甲酯的有机相DA2。向反应瓶中加入71g(1.14mol)水合肼，升温至80℃，滴加118.8g(0.95mol)上述含有异丁酸甲酯的有机相DA2，滴加完毕后，在80-85℃下回流反应24小时，取样分析至异丁酸甲酯含量低于2重量％时停止反应。反应结束后，往肼解反应得到的混合物中加入200g甲苯，在80-110℃的条件下回流分水除去水和甲醇，待釜温升至106-110℃，至无水分出时，降温至10℃，抽滤，得到异丁酰肼湿品，减压干燥后得异丁酰肼94.2g(0.89mol，96.8重量％)，异丁酰肼的总收率为90.5％。对比例3本对比例用于说明参比的异丁酰肼的制备方法按照实施例1的方法制备异丁酰肼，不同的是，步骤(a)中甲醇的加入量比实施例1中少，使得异丁酸与甲醇的摩尔比不在本发明的范围内。具体步骤如下：(a)异丁酸甲酯的制备步骤(D3-1)：在反应瓶中依次加入20g(0.62mol)甲醇、11.2g(0.112mol)浓硫酸和100g(1.12mol)异丁酸并搅拌均匀，温度升至80℃，保持回流状态反应6小时。取样进行色谱分析，至异丁酸气相归一面积小于10％时停止反应。然后将反应得到的混合物在80-110℃的温度下进行常压蒸馏，无明显馏分馏出时即可停止蒸馏，得到含有异丁酸甲酯的馏出液和残留液DB3-1。将所述馏出液中的水相分离掉，得到含有异丁酸甲酯的有机相DA3-1。步骤(D3-2)：向残留液DB3-1中加入24.2g(0.75mol)和100g(1.12mol)异丁酸，按照步骤(D3-1)中的条件进行酯化反应以及产物的后续分离。得到含有异丁酸甲酯的有机相DA3-2和残留液DB3-2。步骤(D3-3)：向残留液DB3-2中加入27.2g(0.84mol)甲醇和100g(1.12mol)异丁酸，按照步骤(D3-1)中的条件进行酯化反应以及产物的后续分离。得到含有异丁酸甲酯的有机相DA3-3和残留液DB3-3。步骤(D3-4)：向残留液DB3-1中加入28.0g(0.87mol)和100g(1.12mol)异丁酸，按照步骤(D3-1)中的条件进行酯化反应以及产物的后续分离。得到含有异丁酸甲酯的有机相DA3-4和残留液DB3-4。步骤(D3-5)：向残留液DB3-1中加入29.3g(0.91mol)和100g(1.12mol)异丁酸，按照步骤(D3-1)中的条件进行酯化反应以及产物的后续分离。得到含有异丁酸甲酯的有机相DA3-5和残留液DB3-5。步骤(D3-6)：向残留液DB3-1中加入30.0g(0.93mol)和100g(1.12mol)异丁酸，按照步骤(D3-1)中的条件进行酯化反应以及产物的后续分离。得到含有异丁酸甲酯的有机相DA3-6和残留液DB3-6。步骤(D3-7)：向残留液DB3-1中加入31.0g(0.96mol)和100g(1.12mol)异丁酸，按照步骤(D3-1)中的条件进行酯化反应以及产物的后续分离。得到含有异丁酸甲酯的有机相DA3-7和残留液DB3-7。异丁酸甲酯的总收率为71.3％。其中，含有异丁酸甲酯的有机相的重量m(A)、有机相中异丁酸甲酯的含量c、残留液重量m(B)、残留液中异丁酸的含量d和异丁酸甲酯的收率列于表8中。表8编号m(A)(g)c(重量％)m(B)(g)d(重量％)累计收率(％)步骤(D3-1)65.992.059.072.952.8步骤(D3-2)78.893.088.085.658.3步骤(D3-3)87.893.8112.188.362.8步骤(D3-4)90.392.6131.991.465.3步骤(D3-5)94.993.5151.691.667.7步骤(D3-6)96.993.8169.092.369.6步骤(D3-7)99.394.1183.892.571.3(b)异丁酰肼的制备将制备得到的含有异丁酸甲酯的有机相DA3-1至DA3-7合并，得到含有异丁酸甲酯的有机相DA3。向反应瓶中加入71g(1.14mol)水合肼，升温至80℃，滴加104g(0.95mol)上述含有异丁酸甲酯的有机相DA3，滴加完毕后，在80-85℃下回流反应24小时，取样分析至异丁酸甲酯含量低于2重量％时停止反应。反应结束后，往肼解反应得到的混合物中加入200g甲苯，在80-110℃的条件下回流分水除去水和甲醇，待釜温升至106-110℃，至无水分出时，降温至10℃，抽滤，得到异丁酰肼湿品，减压干燥后得异丁酰肼94.9g(0.90mol，97.1重量％)，异丁酰肼的总收率为67.7％。对比例4本对比例用于说明参比的异丁酰肼的制备方法按照实施例1的方法制备异丁酰肼，不同的是，步骤(a)中甲醇的加入量比实施例1中多，使得异丁酸与甲醇的摩尔比不在本发明的范围内。具体步骤如下：(a)异丁酸甲酯的制备步骤(D4-1)：在反应瓶中依次加入145g(4.48mol)甲醇、11.2g(0.112mol)浓硫酸和100g(1.12mol)异丁酸并搅拌均匀，温度升至80℃，保持回流状态反应6小时。取样进行色谱分析，至异丁酸气相归一面积小于10％时停止反应。然后将反应得到的混合物在80-110℃的温度下进行常压蒸馏，无明显馏分馏出时即可停止蒸馏，得到含有异丁酸甲酯的馏出液和残留液DB4-1。将所述馏出液中的水相分离掉，得到含有异丁酸甲酯的有机相DA4-1。步骤(D4-2)：向残留液DB4-1中加入47.1g(1.46mol)和100g(1.12mol)异丁酸，按照步骤(D4-1)中的条件进行酯化反应以及产物的后续分离。得到含有异丁酸甲酯的有机相DA4-2和残留液DB4-2。步骤(D4-3)：向残留液DB4-2中加入54.4g(1.68mol)甲醇和100g(1.12mol)异丁酸，按照步骤(D4-1)中的条件进行酯化反应以及产物的后续分离。得到含有异丁酸甲酯的有机相DA4-3和残留液DB4-3。步骤(D4-4)：向残留液DB4-1中加入53.0g(1.64mol)和100g(1.12mol)异丁酸，按照步骤(D4-1)中的条件进行酯化反应以及产物的后续分离。得到含有异丁酸甲酯的有机相DA4-2和残留液DB4-2。步骤(D4-5)：向残留液DB4-1中加入57.0g(1.76mol)和100g(1.12mol)异丁酸，按照步骤(D4-1)中的条件进行酯化反应以及产物的后续分离。得到含有异丁酸甲酯的有机相DA4-2和残留液DB4-2。步骤(D4-6)：向残留液DB4-1中加入62.3g(1.93mol)和100g(1.12mol)异丁酸，按照步骤(D4-1)中的条件进行酯化反应以及产物的后续分离。得到含有异丁酸甲酯的有机相DA4-2和残留液DB4-2。步骤(D4-7)：向残留液DB4-1中加入53.0g(1.64mol)和100g(1.12mol)异丁酸，按照步骤(D4-1)中的条件进行酯化反应以及产物的后续分离。得到含有异丁酸甲酯的有机相DA4-2和残留液DB4-2。异丁酸甲酯的总收率为99.3％。其中，含有异丁酸甲酯的有机相的重量m(A)、有机相中异丁酸甲酯的含量c、残留液重量m(B)、残留液中异丁酸的含量d和异丁酸甲酯的收率列于表9中。表9编号m(A)(g)c(重量％)m(B)(g)d(重量％)收率(％)步骤(D4-1)217.050.630.239.095.7步骤(D4-2)127.586.033.637.795.6步骤(D4-3)137.082.834.540.096.7步骤(D4-4)135.683.932.939.797.3步骤(D4-5)138.384.133.838.598.1步骤(D4-6)145.181.332.040.398.9步骤(D4-7)139.383.531.539.699.3(b)异丁酰肼的制备将制备得到的含有异丁酸甲酯的有机相DA4-1至DA4-7合并，得到含有异丁酸甲酯的有机相DA4。向反应瓶中加入71g(1.14mol)水合肼，升温至80℃，滴加126.5g(0.95mol)上述含有异丁酸甲酯的有机相DA4，滴加完毕后，在80-85℃下回流反应24小时，取样分析至异丁酸甲酯含量低于2重量％时停止反应。反应结束后，往肼解反应得到的混合物中加入200g甲苯，在80-110℃的条件下回流分水除去水和甲醇，待釜温升至106-110℃，至无水分出时，降温至10℃，抽滤，得到异丁酰肼湿品，减压干燥后得异丁酰肼91.5g(0.87mol，96.8重量％)，异丁酰肼的总收率为90.6％。对比例5本对比例用于说明参比的异丁酰肼的制备方法(1)酯化反应：在反应瓶中依次加入217.5g(6.72mol)甲醇、16.8g(0.168mol)浓硫酸和150g(1.69mol)异丁酸并搅拌均匀，温度升至80℃，保持回流状态反应6小时。取样进行色谱分析，至异丁酸气相归一面积小于2％时停止反应。向反应瓶中加入100g浓度为5重量％碳酸氢钠水溶液和100g水进行洗涤，得有机相DA5，重量为139.0g。分析有机相中异丁酸甲酯含量为93％，异丁酸甲酯的收率为75.1％。(2)肼解反应：按照实施例1中的步骤(b)的条件进行，不同的是，使用相同质量的DA5代替A1。最终得到异丁酰肼104.9g(1.00mol，97.2重量％)，异丁酰肼的总收率为71.6％。对比例6本对比例用于说明参比的异丁酰肼的制备方法向反应瓶中加入200g甲苯和100g(1.12mol)异丁酸，降温至20℃，滴加83.9g(1.34mol)水合肼，升温至80℃回流分水，待温度升至104-106℃时停止回流分水，然后降温至80℃，加入3.5g(0.012mol，97重量％)催化剂钛酸异丙酯，升温至85-90℃回流反应6小时，之后共沸脱水至内温升至104-106℃，无水分脱出时，取样进行色谱分析，中控至异丁酸气相面积归一小于1％。降温至100℃，趁热抽滤，滤饼减压烘干，得异丁酰肼112g，纯度为90重量％，异丁酰肼的总收率为87.8％。对比例7本对比例用于说明参比的异丁酰肼的制备方法向反应瓶中加入200g甲苯和100g(1.12mol)异丁酸，降温至20℃，滴加67g(1.34mol，100重量％)水合肼，控制滴加温度不超过30℃，滴加完毕，加入3.5g(0.012mol，97重量％)催化剂钛酸异丙酯，升温至85-90℃回流反应6小时，之后共沸脱水至内温升至104-106℃，无水分脱出时，取样进行色谱分析，中控至异丁酸气相面积归一小于1％。降温至100℃，趁热抽滤，滤饼减压烘干，得异丁酰肼110g，纯度为97重量％，异丁酰肼的总收率为92.8％。从实施例1-5的结果可以看出，采用本发明的方法，通过控制异丁酸与甲醇的反应摩尔比以及酯化产物的蒸馏温度，直接从蒸馏所得的馏出液中分离掉水相，并将得到的含有异丁酸甲酯的有机相直接用于异丁酰肼的合成，产物异丁酰肼收率高，纯度高。而未采用本发明的方法的对比例1-7，则存在各种不利于提高产物收率的问题。从对比例1的结果可以看出，酯化反应产物的蒸馏温度低于实施例1(不在本发明的范围内)，无法得到含有异丁酸甲酯的有机相，也就无法进行后续的反应。从对比例2的结果可以看出，酯化反应产物的蒸馏温度高于实施例1时(不在本发明的范围内)，会造成含有异丁酸甲酯的有机相中异丁酸甲酯的含量低，异丁酸含量高，会造成套用D2-1的残留液的步骤D2-2的异丁酸甲酯的收率降低。最终异丁酰肼的总收率也偏低。从对比例3的结果可以看出，异丁酸甲酯的制备过程中甲醇的加入量低于实施例1时(不在本发明的范围内)，异丁酸甲酯的收率明显偏低，造成最终产物异丁酰肼的收率也明显偏低。从对比例4的结果可以看出，步骤D4-1的甲醇加入量比实施例1中多(不在本发明的范围内)，含有异丁酸甲酯的有机相中异丁酸甲酯的含量低，甲醇含量高，会造成套用D4-1的残留液的步骤D4-2的异丁酸甲酯的收率降低。最终异丁酰肼的总收率也偏低。从对比例5的结果可以看出，采用水洗法纯化异丁酸甲酯，异丁酸甲酯和异丁酰肼的收率都明显偏低。从对比例6的结果可以看出，采用异丁酸在催化剂存在下直接与水合肼缩合反应，异丁酰肼的纯度和总收率都较低。从对比例7的结果可以看出，虽然异丁酰肼的纯度和收率高，但必须采用纯度为100％的水合肼，原料不易得，成本高。以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。当前第1页1 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