3-羟基丙酸甲酯的应用与研究

简述

3-羟基丙酸甲酯(Methyl 3-hydroxypropanoate)是一种分子式为C₄H₈O₃，分子量为104.10的化合物，简称MHP，常温下表现为无色油状液体。3-羟基丙酸甲酯是一种重要的化工原料，常被用作化学试剂，医药中间体及材料中间体^[1]。

合成方法

关于3-羟基丙酸甲酯的合成，其可以环氧乙烷，甲醇和CO为原料，Co₂(CO)₈为催化剂，合成3-羟基丙酸甲酯。实验考察了不同配体，压力，温度和时间对环氧乙烷氢酯基化合成3-羟基丙酸甲酯反应的影响，得出了最佳工艺条件为：以3-羟基吡啶为配体，压力7.5MPa，温度75℃，时间4 h。在此条件下，3-羟基丙酸甲酯的收率和选择性分别为64.0%和95.7%^[2-3]。

应用

1,3-丙二醇是一种重要的化工原料，可作为有机溶剂应用于油墨，印染，涂料，润滑剂，抗冻剂等行业，还可用作药物合成中间体。其最主要的用途是作为聚合物单体合成性能优异的高分子材料^[4]。文献表明，本篇所述3-羟基丙酸甲酯是合成1,3-丙二醇的重要原料。具体地，采用CuO-SiO₂为催化剂，可在较温和条件下实现3-羟基丙酸甲酯加氢制备1,3-丙二醇的反应，3-羟基丙酸甲酯转化率最高为97.8%，1,3-丙二醇的选择性最高为93.4%^[5]。

加氢反应研究

以室温离子液体[Bmim]PF₆作为反应介质，研究了四羰基钴 钾K[Co(CO)₄]催化3-羟基丙酸甲酯(3-HPM)加氢制1,3-丙二醇(1,3-PDO)的反应，并对反应条件进行了优化。同有机溶剂作为反应 介质相比，该体系具有更高的选择性和更好的催化活性，并且产物经水萃取便可实现催化体系的回收利用。在反应温度165 ℃，氢气压力10.5 MPa，反应时间10 h，咪唑为促进剂的较佳反应条件下，3-HPM的转化率可达99.4%，1,3-PDO的收率可达82.9%，催化剂重复使用3次，1,3-PDO的收率 不低于70%^[6]。

参考文献

[1]余文丽.四羰基钴钠催化环氧乙烷合成3-羟基丙酸甲酯的研究[D].成都理工大学,2012.

[2]应于舟,王荣富,赵正康,等.环氧乙烷氢甲酯化制3-羟基丙酸甲酯工艺条件和动力学研究[J].天然气化工(C1化学与化工), 2009, 34(2):31-34.DOI:10.3969/j.issn.1001-9219.2009.02.008.

[3]刘春杰,陈小平,常瑜,等.环氧乙烷催化合成3-羟基丙酸甲酯的研究[J].低碳化学与化工, 2011(3).

[4]刘宾,韦明泉.1,3-丙二醇发酵液离子交换脱盐的研究[J].科技创新与应用, 2013(14):1.DOI:CNKI:SUN:CXYY.0.2013-14-065.

[5]崔芳,陈静,夏春谷,等.由3-羟基丙酸甲酯制备1,3-丙二醇的方法.2010.

[6]吕志果,王恒生,郭振美,等.离子液体反应介质中3-羟基丙酸甲酯加氢反应研究[J].分子催化, 2010(5):5.DOI:CNKI:SUN:FZCH.0.2010-05-007.