CN100408544C - 乙醇酸酯的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种乙醇酸酯的合成方法。该方法的具体步骤为：把乙醇酸和醇混合，苯作为带水剂，全氟磺酸树脂作为催化剂加热回流。最后经过常压或减压蒸馏即可得到纯净的乙醇酸酯。本发明方法以易得的乙醇酸和基本的醇为原料，选用全氟磺酸树脂作催化剂，催化效果好，副产物醚大幅度减少，提高选择性，减少了空气污染，因此本方法是合成醇酸酯的重要方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种乙醇酸酯的合成方法。
背景技术
乙醇酸酯作为一种重要的化工原料，近年来越来越受到人们的关注。乙醇酸酯分子中含有a-H及羟基和酯基两种官能团，因此它具有醇和酯的化学性质，如羰基化、水解反应、氧化反应等等，这就使得乙醇酸酯的应用也非常广泛。
它的制法有很多，可以通过羧酸、酰氯、或酸酐与醇反应得到，也可由羧酸盐和卤代烃反应得到，羧酸与重氮甲烷反应产生羧酸甲酯；此外，氰在酸性条件下和醇作用也生成羧酸酯。
目前报道的制备乙醇酸酯的方法列举部分如下：
(1)以硼酸作为催化剂，具体反应如下：
(2)以一氧化碳和醇为原料制醇酸酯，见美国专利US2211625，具体反应如下：
(3)氯代乙酸和醇在碱性条件下合成乙醇酸酯，具体反应如下：
(4)乙醇酸和卤代烷合成乙醇酸酯，具体反应如下：
(5)由氨基酸合成醇酸酯，具体反应如下：
综上所述，制备醇酸酯的方法有很多，但有些原料价格较贵，有时还用到一氧化碳，毒性很大操作不便。酯化反应中，醇往往脱水生成醚，导致产率降低。有些反应用浓硫酸催化，转化率较低，副反应多，设备腐蚀严重，要经过中和、水洗等后处理，废液污染环境。
发明内容：
本发明的目的之一在于提供一种乙醇酸酯的合成方法。
为达到上述目的，本发明方法采用了的反应机理为：
其中，R为C1-C4的直链或支链烷基，或苄基。
根据上述反应机理，本发明采用如下技术方案：
一种乙醇酸酯的合成方法，其特征在于，该方法具有如下步骤：在反应容器中，将乙醇酸和醇按1∶3的摩尔比混合，以苯作为带水剂，全氟磺酸树脂作为催化剂，加热回流至反应容器上所接的分水器中无水分出时，反应结束，经常压或减压蒸馏即可得到纯净的乙醇酸酯。上述的醇为C1-C4的伯醇、或仲醇、或叔醇，或苄基醇。
本发明方法以易得的乙醇酸和基本的醇为原料，选用全氟磺酸树脂作催化剂，催化效果好，副产物醚大幅减少，提高选择性，减少了空气污染，因此本方法是合成醇酸酯的重要方法。
具体实施方式
实例一：乙醇酸乙酯的制备：在10升二颈瓶中加入乙醇酸(760g，10mol)，无水乙醇(1.74升，30mol)，带水剂苯(3.5升)，全氟磺酸树脂(1000g)和磁搅拌子，装上分水器、回流冷凝管、油浴和磁力搅拌器，在搅拌情况下，加热回流22小时，直到分水器中没有水分出，然后冷却过滤，用旋转蒸发仪把滤液中的剩余的无水乙醇及溶剂苯在减压条件下蒸出，剩下的滤液在常压条件蒸馏，收集155℃的馏分，或者在减压条件下收集68℃/25mmHg的馏分，得到乙醇酸乙酯898g，产率为86％。
实例二：乙醇酸甲酯的制备
在10升二颈瓶中加入乙醇酸(760g，10mol)，无水甲醇(1.21升，30mol)，带水剂苯(3.5升)，全氟磺酸树脂(1000g)和磁搅拌子，装上分水器、回流冷凝管、油浴和磁力搅拌器，在搅拌情况下，加热回流22小时，直到分水器中没有水分出，然后冷却过滤，用旋转蒸发仪把滤液中的无水甲醇和苯两种溶剂在减压条件下蒸出，剩下的滤液在常压条件蒸馏，收集151℃的馏分，或者在减压条件下收集66℃/25mmHg的馏分，得到乙醇酸甲酯756g，产率为84％。
实例三：乙醇酸苄酯的制备
在10升二颈瓶中加入乙醇酸(760g，10mol)，无水苄醇(3.10升，30mol)，带水剂苯(3.5升)，全氟磺酸树脂(1000g)和磁搅拌子，装上分水器、回流冷凝管、油浴和磁力搅拌器，在搅拌情况下，加热回流23小时，直到分水器中没有水分出，然后冷却过滤，用旋转蒸发仪把滤液中的无水苄醇和苯两种溶剂在减压条件下蒸出，剩下的滤液在减压条件下收集136℃/14mmHg的馏分，得到乙醇酸苄酯1329g，产率为80％。
实例四：乙醇酸正丁酯的制备
在10升二颈瓶中加入乙醇酸(760g，10mol)，无水正丁醇(2.74升，30mol)，带水剂苯(3.5升)，全氟磺酸树脂(1000g)和磁搅拌子，装上分水器、回流冷凝管、油浴和磁力搅拌器，在搅拌情况下，加热回流25小时，直到分水器中没有水分出，然后冷却过滤，用旋转蒸发仪把滤液中的无水正丁醇和苯两种溶剂在减压条件下蒸出，剩下的滤液在常压条件蒸馏，收集193℃的馏分，或者在减压条件下收集92℃/25mmHg的馏分，得到乙醇酸正丁酯911g，产率为69％。
实例五：乙醇酸叔丁酯的制备
在10升二颈瓶中加入乙醇酸(760g，10mol)，无水叔丁醇(2.74升，30mol)，带水剂苯(3.5升)，全氟磺酸树脂(1000g)和磁搅拌子，装上分水器、回流冷凝管、油浴和磁力搅拌器，在搅拌情况下，加热回流28小时，直到分水器中没有水分出，然后冷却过滤，用旋转蒸发仪把滤液中的无水叔丁醇和苯两种溶剂在减压条件下蒸出，剩下的滤液在减压条件下收集71℃/25mmHg的馏分，得到乙醇酸叔丁酯686g，产率为52％。
Claims (2)
1. 一种乙醇酸酯的合成方法，其特征在于，该方法具有如下步骤：在反应容器中，将乙醇酸和醇按1∶3的摩尔比混合，以苯作为带水剂，全氟磺酸树脂作为催化剂，加热回流至反应容器上所接的分水器中无水分出时，反应结束，经常压或减压蒸馏即可得到纯净的乙醇酸酯。
2. 根据权利要求1所述的乙醇酸酯的合成方法，其特征在于所述的醇为C1-C4的伯醇、或仲醇、或叔醇，或苄基醇。
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