丙二酸二甲酯(DMM)是一种重要的医药中间体,广泛应用于各类有机合成反应。目前工业上通用的DMM生产方法主要有氰化法和羰基化法两大类,但这两类方法都存在各自难以克服的问题：氰化法收率较低,且生产中使用剧毒的氰化钠,易造成环境污染和人身伤害；羰基化法生产过程需要用到铑、钯等贵金属催化剂,增加了成本,且反应条件较苛刻,危险性较大。本课题旨在开发一条以碳酸二甲酯(DMC)和乙酸甲酯MAC为原料,通过克莱森酯缩合反应合成DMM的工艺路线(以下简称“酯缩合反应”),该法原料廉价易得,无剧毒物质参与反应,不需使用贵金属催化剂,且反应条件温和,是一条理想的环境友好型工艺路线。DMM再通过催化加氢反应可以进一步制得1,3-丙二醇(1,3-PDO),而后者正是新型聚酯PTT的重要单体,需求量正逐年上涨。因此对该工艺路线的探索研究具有重要的应用价值。本文首先对酯缩合反应进行了小试研究,包括催化剂的筛选、反应条件的优化等；在研究中发现反应的转化率与催化剂用量呈正相关,分析该反应是受液固传质过程控制的液相反应(产物包裹于催化剂表面,导致无法继续反应),从而引出了产物的酸化问题。讨论了不同酸化试剂的酸化效果,并针对水酸化后产生的催化剂损耗问题,探索了催化剂回收重制的反应过程。最后,由于上述过程始终存在能耗过大等问题,本文又对气相合成DMM或1,3-PDO的可行性进行了初步探索。具体研究内容和结果如下：(1)考察不同催化剂对酯缩合反应的催化效果,主要包括甲醇钠、甲醇钾、叔丁醇钠、叔丁醇钾、乙二醇钠、氢化钠等。综合考虑反应转化率、选择性和后续分离等问题后,本文选择了甲醇钾作为酯缩合反应的催化剂。(2)以甲醇钾为催化剂,考察反应条件对酯缩合反应结果(MAC转化率和DMM选择性)的影响,主要包括反应时间、反应温度、原料配比、催化剂用量等条件。最终选定反应条件：反应温度为90℃,反应时间为2h, n(DMC):n(MAC) n(cat)=5:1:1.8。(3)分别以甲醇和水作为酸化试剂,考察酸化效果,结果表明以水为酸化试剂时,酸化更完全,效果更好,但同时也会造成催化剂损失(转化为氢氧化钾和甲醇)；(4)对气相法合成DMM或1,3-PDO的反应过程进行了探索,发现了一步法合成1,3-丙二醇的可能性;(5)针对酸化后催化剂的损失问题,对氢氧化钾和甲醇反应制备甲醇钾的过程进行了研究,初步确定了该制备过程的反应条件。最终制得的固体甲醇钾产品游离碱含量可低至3.211%,将其用于酯缩合反应,反应效果良好。