一种二甲基二碳酸盐的制备方法

概述

二甲基二碳酸盐(又名:维果灵)，具有式(I )的化学结构，是对饮料进行杀菌的一种食品添加剤。

美国有机化学杂志中公开了一种制备二甲基二碳酸盐的合成方法，由三光气与甲醇试剂，反应形成光气，光气再与甲醇进行取代，缩合，得到二甲基二碳酸盐。该方法使用毒性极大的三光气，并且其反应过程产生大量的盐酸气体，该方法操作繁杂，污染大，反应周期长，成本高，采用的原料毒性极大无法实现工业化生产。

美国专利US7420076中公开了由三月桂胺、氯甲酸甲酯混合在甲苯和水的混合液中，在滴加入液碱进行反应得到二甲基二碳酸盐的方法。该类方法反应时间长，收率低，得到的产品纯度不高，不适于实际生产。

法国专利Description of FR 1483560 (A)中公开了由三光气、三二胺和碳酸钾反应制得二甲基二碳酸盐的方法，

但该合成过程中需要过滤，有一定的危险性，且反应时间长，收率较低，所得的产品纯度也不高，不适合实际生产。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种操作简便、成本低、收率高的制备二甲基二碳酸盐的方法。

所述的一种二甲基二碳酸盐的制备方法，其特征在于在不溶于水的有机溶剂中，以季铵盐为催化剂，以氯甲酸甲酯和碱溶液为原料，在(TC -25°c下反应0.5-3小时，反应结束后，分层，有机层经处理后，减压蒸馏收集200Pa，30°C _35°C的馏分，得到产品二甲基二碳酸盐。

所述的一种二甲基二碳酸盐的制备方法，其特征在于具体操作步骤如下:

1)搅拌下，将季铵盐加入到氯甲酸甲酯和不溶于水的有机溶剂混合溶液中，温度控制在0°C〜25°C下，0.5-3小时内滴加碱溶液反应，滴加完毕后，即反应结束，静置分层，弃去水层，有机层备用，所述的氯甲酸甲酯与碱溶液中碱的投料摩尔比为1.05-1.1:1 ；

2)在步骤I)得到的有机层中加入酸或酸性氧化物，室温下搅拌1-1.5小时，分层除去季铵盐，有机层加入干燥剂干燥除水，过滤；

3)将步骤2)得到的有机层通过蒸馏除去有机溶剤，继续减压蒸馏，收集200Pa，30°C _35°C的馏分，得到产品二甲基二碳酸盐。

所述的一种二甲基二碳酸盐的制备方法，其特征在于所述的季铵盐为十二烷基二甲基苄基氯化铵、三-(十二烷基)甲基氯化胺、三-(十四烷基)甲基氯化胺或四-(八烷基)氯化胺中的任意一种，季铵盐与氯甲酸甲酯的投料摩尔比为1:10-100。

所述的一种二甲基二碳酸盐的制备方法，其特征在于所述的碱溶液为质量百分含量为1-30%的氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液或氢氧化|丐溶液。

所述的一种二甲基二碳酸盐的制备方法，其特征在于所述的不溶于水的有机溶剂为二氯甲烷、二氯二烷、苯或甲苯，其投料量与氯甲酸甲酯的体积比为1-5:1。

所述的一种二甲基二碳酸盐的制备方法，其特征在于所述的温度为5°C -15°C。

所述的一种二甲基二碳酸盐的制备方法，其特征在于步骤2)中所述的酸或酸性氧化物为盐酸、硝酸、硫酸、磷酸或三氧化硫中的一种，投料量与氯甲酸甲酯的质量比为2-4:

所述的一种二甲基二碳酸盐的制备方法，其特征在于步骤2)中所述的干燥剂为无水氯化钙或无水硫酸镁，投料量为产品二甲基二碳酸盐质量的1-5%。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下:

1)以季铵盐为催化剂，促进反应的完全，而且反应结束后容易除去，不会留在产品里，影响产品的纯度，避免了现有技术中使用的叔胺，因为叔胺能促进反应，条件控制不好，也能抑制反应的进行，而且不易完全除去，留在产品里，易使产品分解、变质的缺点；

2)本发明反应时间短，反应条件温和，室温即可，不但操作简单、而且安全性能高，成本低；

3)通过本发明的方法，通过减压蒸馏，200Pa, 30°C -35°C的馏分，得到二甲基二碳酸盐产品，反应收率高达81%以上，纯度高，GC=99.8%，凝固点17°C，符合食品添加剂要求；

4)本发明工艺简单，反应条件温和，时间短，成本低，收率高，适于工业化生产。

具体实施方式

以下结合说明书附图及实施例对本发明作进一步的说明:

在2000毫升反应瓶中，加入400g氯甲酸甲酯(工业级)，400毫升二氯甲烷，加入143.82g十二烷基二甲基苄基氯化铵，搅拌，冷却至5〜15°C，滴加1166gl4%的氢氧化钠水溶液，滴加完毕，静置分层，水层弃去，有机层加入32g85%硫酸，室温搅拌1.5小吋，分层，有机层加入无水硫酸镁干燥，过滤，再减压蒸馏，先除去溶剤，再收集200Pa，30°C -35°C的馏分，得无色液体产物二甲基二碳酸盐232g，收率81.9%，凝固点17°C，GC纯度 99.9%。

本实施例中提及的酸、碱溶液浓度均为质量百分比浓度，不同。

本实施例用三-(十二烷基)甲基氯化胺、三-(十四烷基)甲基氯化胺或四-(八烷基)氯化胺代替十二烷基二甲基苄基氯化铵作催化剂，以二氯二烷、苯或甲苯代替二氯甲烷作溶剤，以氢氧化钾或氢氧化钙溶液代替氢氧化钠溶液，以盐酸、硝酸、磷酸或三氧化硫中的一种代替硫酸，以无水氯化钙代替无水硫酸镁干燥，均能得到同样的效果。