背景技术
3‑巯基丙酸甲酯是一类重要的化工原料。它是制备异噻唑啉酮的一种中间体,也是制备精细化学品4‑氯‑7‑甲基噻吩并[3,2‑D]嘧啶的原料。3‑巯基丙酸甲酯是酶法合成降血脂药物辛伐他汀侧DMB‑S‑MMP3‑[(2,2‑二甲基‑1‑氧代丁基)硫]丙酸甲酯的原料。
3-巯基丙酸甲酯英文名:Methyl 3-(methylthio)propionate,别名:3-甲硫基丙酸甲酯、β-甲硫基丙酸甲酯,无色至浅黄色透明液体,具有特殊硫醇类淡特征气味,易溶于乙醇、乙醚、有机溶剂,微溶于水,常温稳定,易氧化,避免强氧化剂、高温。
目前3‑巯基丙酸甲酯的制备方法主要有以下三种:(1)以3‑巯基丙酸与甲醇为原料,经过酯化反应生成3‑巯基丙酸甲酯(MMP),催化剂为磺酸树脂。(2)以丙烯酸甲酯(MA)/硫化氢(H2S)/硫磺或者丙烯酸甲酯/硫化钠/硫磺为原料,首先生成多硫二丙酸二甲酯,再进一步使用亚硫酸钠脱硫制备3,3 '‑二硫代二丙酸二甲酯 (简称,双硫),该化合物在实际应用中可视为与MMP等效。(3)以丙烯酸甲酯/硫化氢为原料,在碱性催化剂促进下发生加成反应生成MMP,有效的催化剂有:①MgO;②树脂AmberlystA‑21(罗门哈斯);③Al2O3,分子筛,沸石(分子筛及沸石中都含有Al2O3及SiO2组分)。
由于路线(1)反应简单,放大生产容易实现,无需使用易制爆及剧毒品,安全风险小,但3‑巯基丙酸原料成本较高。路线(2)放大反应相对容易实现,但反应步骤多,伴生大量无机盐,需要使用易制爆硫磺或剧毒硫化氢气体。总体上看,路线(3)反应步骤少,原料成本 低,三废少,即使需要使用剧毒硫化氢气体,以及选择连续化工艺,有一定技术门槛,但从原料成本及三废角度,该路线仍是适于大规模生产3-甲硫基丙酸甲酯的不二选择。但是,目前路线(3)的连续化工艺,仍存在反应压力高、硫化氢过量多,单硫副产仍较多的不足。
制备方法
将大孔树脂用有机溶剂洗涤,去除水分后,分批加入氯化镁,升温至45‑65℃,再加入多聚甲醛混合均匀,保温反应4‑10h后滴入三乙胺混合均匀,三乙胺滴加时间为1h,然后降温至25‑30℃,过滤,得到改性树脂;有机溶剂优选为甲醇;
将改性树脂(20.0g,33.3ml)装入内径为20mm、长度为140mm,体积为43.4ml的不锈钢反应管中,得到反应体系;
将丙烯酸甲酯与硫化氢于40℃下进入恒温水浴预热,先打开硫化氢泵调节流量至1.6g/min(H2S/MA=2.0/1.0),持续向反应体系中泵入硫化氢,直至背压阀压力达到1.0MPa后开始释压;然后打开丙烯酸甲酯泵,以丙烯酸甲酯重时空速为6.0h‑1、流量2.0g/min与硫化氢泵同步向上述反应体系中连续泵入液体混合物,液体混合物的持续泵入时间为3h。待储液罐中出现液体物料后开始反应计时,每隔0.5h放出储液罐中的3-甲硫基丙酸甲酯粗品进行气相色谱分析测试。

连续化反应装置:包括带有进料泵3的硫化氢钢瓶1、带有进料泵4的丙烯酸甲酯储罐2、进料泵3,4分别对映单向阀5,6,单向阀与T型阀7之间用管道连接,T型阀7置于恒温水浴8中,T型阀7与反应管10上端用管道连接,反应管夹套使用恒温水浴9进行加热保温,反应管10中装有改性后的树脂催化剂,反应管10下端与安全阀11,压力表12,背压阀13连接,背压阀13与储液罐14连接,储液罐14上端排出过量的硫化氢,下端排出3‑巯基丙酸甲酯粗品。

参考文献
[1] 大连九信精细化工有限公司. 一种制备3-巯基丙酸甲酯的方法:CN202210934406.1[P]. 2024-02-20.