CN102838471A - 相转移催化合成2-乙基已酸亚锡的方法 - Google Patents

相转移催化合成2-乙基已酸亚锡的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种相转移催化合成2-乙基已酸亚锡的方法，属于有机合成领域。包括以下步骤：（1）在配有冷凝器的反应器中加入2-乙基已酸、粉状氧化亚锡和冠醚；（2）搅拌并加热，将步骤（1）反应器中的原料加热至40～50℃时，开始抽真空，冷凝器中有冷凝水滴馏出，继续加热到温度达到80～100℃时控温，控制温度左右浮动不大于5℃，当冷凝器中无水滴馏出并且反应器中粉状氧化亚锡完全消失时停止加热反应结束，得到2-乙基已酸亚锡。本发明方法采用2-乙基已酸和粉状氧化亚锡在冠醚的催化下进行反应生成辛酸亚锡，反应温度低，并且避免了废水的产生。

Description

相转移催化合成2-乙基已酸亚锡的方法
技术领域
本发明涉及一种相转移催化合成2-乙基已酸亚锡的方法，属于有机合成领域。
背景技术
2-乙基己酸亚锡又称辛酸亚锡，为淡黄色透明液体或黄褐色膏状物，不溶于水，溶于石油醚、多元醇等；是一种用于生产聚氨酯泡沫的基本催化剂、室温固化硅橡胶、聚氨酯橡胶、聚氨酯涂料的催化剂，主要对异氰酸酯基和羟基、胺基等活泼氢之间的反应具有强烈的促进作用，化学性质极不稳定，极易被氧化。当前，辛酸亚锡都是按皂化-复分解法制备，该方法存在问题是有废水产生。
辛酸亚锡的另外一种生产方法是：用异辛酸和氧化亚锡直接反应，蒸发少量水分后，即得到成品。该路线无“三废”产生，但也存在一定问题：反应温度高为（140～160℃），致使产品的催化活性差，生产成本高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种相转移催化合成2-乙基已酸亚锡的方法，本发明方法采用2-乙基已酸和粉状氧化亚锡在冠醚的催化下进行反应生成辛酸亚锡，反应温度低，并且无废水产生。
本发明所采取的技术方案是：相转移催化合成2-乙基已酸亚锡的方法，包括以下步骤：（1）在配有冷凝器的反应器中加入2-乙基已酸、粉状氧化亚锡和冠醚；
（2）搅拌并加热，将步骤（1）反应器中的原料加热至40～50℃时，开始抽真空，冷凝器中有冷凝水滴馏出，继续加热到温度达到80～100℃时控温，控制温度左右浮动不大于5℃，当冷凝器中无水滴馏出并且反应器中粉状氧化亚锡完全消失时停止加热反应结束，得到2-乙基已酸亚锡。
步骤（1）中在反应器中2-乙基已酸与氧化亚锡的摩尔比为2:1。
步骤（1）中所述冠醚为18-冠-6、15-冠-5、12-冠-4、二苯并-18-冠-6或二环己基-18-冠-6中的一种。
步骤（1）中冠醚的加入量为2-乙基已酸和氧化亚锡总物质量的0.1～0.5%。
步骤（2）中继续加热到温度达到85℃时控温，控制温度在80℃～90℃之间。
步骤（2）中真空度（绝对压力）小于1013Pa。
优选的步骤（2）中原料加热至45℃时，开始抽真空。
Figure 833050DEST_PATH_IMAGE002
 由于冠醚的络合作用，加强了氧化亚锡和二乙基己酸的亲和力，降低反应的活化能，因此反应温度降低；反应体系处于负压状态，使反应生成水在低温馏出，从而降低反应温度。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明方法采用2-乙基已酸和粉状氧化亚锡在冠醚的催化下进行反应生成辛酸亚锡，反应温度降低至80～100℃，并且无废水产生。反应温度低，生成的辛酸亚锡粘度小，发泡时很容易与其他物料混合均匀，而且较低的反应温度可以避免辛酸亚锡部分氧化和聚合，并且能达到节能的效果。反应在负压条件下进行，因为反应有水生成，负压可以降低水的沸点，水滴不断脱出，有利于反应的正向进行。
具体实施方式
实施例1
相转移催化合成2-乙基已酸亚锡的方法，包括以下步骤：（1）在配有加热装置、搅拌装置、冷凝器和负压接口的500mL烧瓶中加入2-乙基已酸192.5g、粉状氧化亚锡89.7g，0.85g18-冠-6；
（2）开启加热和搅拌装置，搅拌速度大于130rpm，将步骤（1）烧瓶中的原料加热至45℃时，开始抽真空，真空度小于1013Pa，冷凝器中有冷凝水滴馏出，随着温度升高冷凝水不断馏出，继续加热到温度达到85℃时控温，维持温度为85±5℃，当冷凝器中无水滴馏出并且烧瓶中粉状氧化亚锡完全消失时停止加热反应结束，得到270.2g淡黄色2-乙基已酸亚锡。
本实施例所用2-乙基己酸、氧化亚锡、18-冠-6，都是纯度大于99%的工业品。
本实施例所制2-乙基已酸亚锡与用皂化-复分解法所制2-乙基已酸亚锡的发泡试验对比数据如下表：
表1
Figure 2012103534641100002DEST_PATH_IMAGE004
 实施例2
相转移催化合成2-乙基已酸亚锡的方法，包括以下步骤：（1）在配有加热装置、搅拌装置、冷凝器和负压接口的500mL烧瓶中加入2-乙基已酸192.5g、粉状氧化亚锡89.7g，0.85g18-冠-6；
（2）开启加热和搅拌装置，搅拌速度大于130rpm，将步骤（1）烧瓶中的原料加热至45℃时，开始抽真空，真空度小于1013Pa，冷凝器中有冷凝水滴馏出，随着温度升高冷凝水不断馏出，继续加热到温度达到85℃时控温，维持温度为85±5℃，当冷凝器中无水滴馏出并且烧瓶中粉状氧化亚锡完全消失时停止加热反应结束，得到270g淡黄色2-乙基已酸亚锡。
本实施例所用2-乙基己酸、氧化亚锡、18-冠-6，都是纯度大于99%的工业品。
实施例3
相转移催化合成2-乙基已酸亚锡的方法，包括以下步骤：（1）在配有加热装置、搅拌装置、冷凝器和负压接口的500mL烧瓶中加入2-乙基已酸192.5g、粉状氧化亚锡89.7g，0.35g18-冠-6；
（2）开启加热和搅拌装置，搅拌速度大于130rpm，将步骤（1）烧瓶中的原料加热至40℃时，开始抽真空，真空度小于1013Pa，冷凝器中有冷凝水滴馏出，随着温度升高冷凝水不断馏出，继续加热到温度达到95℃时控温，维持温度为90±5℃，当冷凝器中无水滴馏出并且烧瓶中粉状氧化亚锡完全消失时停止加热反应结束，得到269g淡黄色2-乙基已酸亚锡。
本实施例所用2-乙基己酸、氧化亚锡、18-冠-6，都是纯度大于99%的工业品。
实施例4
相转移催化合成2-乙基已酸亚锡的方法，包括以下步骤：（1）在配有加热装置、搅拌装置、冷凝器和负压接口的500mL烧瓶中加入2-乙基已酸192.5g、粉状氧化亚锡89.7g，1.76g18-冠-6；
（2）开启加热和搅拌装置，搅拌速度大于130rpm，将步骤（1）烧瓶中的原料加热至50℃时，开始抽真空，真空度小于1013Pa，冷凝器中有冷凝水滴馏出，随着温度升高冷凝水不断馏出，继续加热到温度达到80℃时控温，维持温度为80±5℃，当冷凝器中无水滴馏出并且烧瓶中粉状氧化亚锡完全消失时停止加热反应结束，得到270.1g淡黄色2-乙基已酸亚锡。
本实施例所用2-乙基己酸、氧化亚锡、18-冠-6，都是纯度大于99%的工业品。
实施例5
相转移催化合成2-乙基已酸亚锡的方法，包括以下步骤：（1）在配有加热装置、搅拌装置、冷凝器和负压接口的500mL烧瓶中加入2-乙基已酸192.5g、粉状氧化亚锡89.7g，0.85g18-冠-6；
（2）开启加热和搅拌装置，搅拌速度大于130rpm，将步骤（1）烧瓶中的原料加热至45℃时，开始抽真空，真空度小于1013Pa，冷凝器中有冷凝水滴馏出，随着温度升高冷凝水不断馏出，继续加热到温度达到85℃时控温，维持温度为85±5℃，当冷凝器中无水滴馏出并且烧瓶中粉状氧化亚锡完全消失时停止加热反应结束，得到269.2g淡黄色2-乙基已酸亚锡。
本实施例所用2-乙基己酸、氧化亚锡、18-冠-6，都是纯度大于99%的工业品。
实施例6
相转移催化合成2-乙基已酸亚锡的方法，包括以下步骤：（1）在配有加热装置、搅拌装置、冷凝器和负压接口的500mL烧瓶中加入2-乙基已酸192.5g、粉状氧化亚锡89.7g，2.63g12-冠-4；
（2）开启加热和搅拌装置，搅拌速度大于130rpm，将步骤（1）烧瓶中的原料加热至45℃时，开始抽真空，真空度小于1013Pa，冷凝器中有冷凝水滴馏出，随着温度升高冷凝水不断馏出，继续加热到温度达到85℃时控温，维持温度为85±5℃，当冷凝器中无水滴馏出并且烧瓶中粉状氧化亚锡完全消失时停止加热反应结束，得到270.3g淡黄色2-乙基已酸亚锡。
本实施例所用2-乙基己酸、氧化亚锡、12-冠-4，都是纯度大于99%的工业品。
实施例7
相转移催化合成2-乙基已酸亚锡的方法，包括以下步骤：（1）在配有加热装置、搅拌装置、冷凝器和负压接口的500mL烧瓶中加入2-乙基已酸192.5g、粉状氧化亚锡89.7g，0.85g二环己基-18-冠-6；
（2）开启加热和搅拌装置，搅拌速度大于130rpm，将步骤（1）烧瓶中的原料加热至45℃时，开始抽真空，真空度小于1013Pa，冷凝器中有冷凝水滴馏出，随着温度升高冷凝水不断馏出，继续加热到温度达到85℃时控温，维持温度为85±5℃，当冷凝器中无水滴馏出并且烧瓶中粉状氧化亚锡完全消失时停止加热反应结束，得到268.5g淡黄色2-乙基已酸亚锡。
本实施例所用2-乙基己酸、氧化亚锡、1二环己基-18-冠-6，都是纯度大于99%的工业品。
实施例8
相转移催化合成2-乙基已酸亚锡的方法，包括以下步骤：（1）在配有加热装置、搅拌装置、冷凝器和负压接口的500mL烧瓶中加入2-乙基已酸96g、粉状氧化亚锡89.7g，0.85g12-冠-4；
（2）开启加热和搅拌装置，搅拌速度大于130rpm，将步骤（1）烧瓶中的原料加热至45℃时，开始抽真空，真空度小于1013Pa，冷凝器中有冷凝水滴馏出，随着温度升高冷凝水不断馏出，继续加热到温度达到85℃时控温，维持温度为85±5℃，当冷凝器中无水滴馏出并且烧瓶中粉状氧化亚锡完全消失时停止加热反应结束，得到270.1g淡黄色2-乙基已酸亚锡。
本实施例所用2-乙基己酸、氧化亚锡、12-冠-4，都是纯度大于99%的工业品。
实施例9
相转移催化合成2-乙基已酸亚锡的方法，包括以下步骤：（1）在配有加热装置、搅拌装置、冷凝器和负压接口的500mL烧瓶中加入2-乙基已酸192.5g、粉状氧化亚锡89.7g，1.1g15-冠-5；
（2）开启加热和搅拌装置，搅拌速度大于130rpm，将步骤（1）烧瓶中的原料加热至45℃时，开始抽真空，真空度小于1013Pa，冷凝器中有冷凝水滴馏出，随着温度升高冷凝水不断馏出，继续加热到温度达到85℃时控温，维持温度为85±5℃，当冷凝器中无水滴馏出并且烧瓶中粉状氧化亚锡完全消失时停止加热反应结束，得到267g淡黄色2-乙基已酸亚锡。
本实施例所用2-乙基己酸、氧化亚锡、15-冠-5，都是纯度大于99%的工业品。
实施例10
相转移催化合成2-乙基已酸亚锡的方法，包括以下步骤：（1）在配有加热装置、搅拌装置、冷凝器和负压接口的500mL烧瓶中加入2-乙基已酸96g、粉状氧化亚锡89.7g，0.95g二苯并-18-冠-6；
（2）开启加热和搅拌装置，搅拌速度大于130rpm，将步骤（1）烧瓶中的原料加热至45℃时，开始抽真空，真空度小于1013Pa，冷凝器中有冷凝水滴馏出，随着温度升高冷凝水不断馏出，继续加热到温度达到85℃时控温，维持温度为85±5℃，当冷凝器中无水滴馏出并且烧瓶中粉状氧化亚锡完全消失时停止加热反应结束，得到270g淡黄色2-乙基已酸亚锡。
本实施例所用2-乙基己酸、氧化亚锡、二苯并-18-冠-6，都是纯度大于99%的工业品。
实施例11
相转移催化合成2-乙基已酸亚锡的方法，包括以下步骤：（1）在配有加热装置、搅拌装置、冷凝器和负压接口的500mL烧瓶中加入2-乙基已酸192.5g、粉状氧化亚锡89.7g，0.85g15-冠-5；
（2）开启加热和搅拌装置，搅拌速度大于130rpm，将步骤（1）烧瓶中的原料加热至45℃时，开始抽真空，真空度小于1013Pa，冷凝器中有冷凝水滴馏出，随着温度升高冷凝水不断馏出，继续加热到温度达到85℃时控温，维持温度为85±5℃，当冷凝器中无水滴馏出并且烧瓶中粉状氧化亚锡完全消失时停止加热反应结束，得到270.2g淡黄色2-乙基已酸亚锡。
本实施例所用2-乙基己酸、氧化亚锡、15-冠-5，都是纯度大于99%的工业品。
实施例12
相转移催化合成2-乙基已酸亚锡的方法，包括以下步骤：（1）在配有加热装置、搅拌装置、冷凝器和负压接口的500mL烧瓶中加入2-乙基已酸130g、粉状氧化亚锡89.7g，1.05g12-冠-4；
（2）开启加热和搅拌装置，搅拌速度大于130rpm，将步骤（1）烧瓶中的原料加热至45℃时，开始抽真空，真空度小于1013Pa，冷凝器中有冷凝水滴馏出，随着温度升高冷凝水不断馏出，继续加热到温度达到85℃时控温，维持温度为85±5℃，当冷凝器中无水滴馏出并且烧瓶中粉状氧化亚锡完全消失时停止加热反应结束，得到270.2g淡黄色2-乙基已酸亚锡。
本实施例所用2-乙基己酸、氧化亚锡、12-冠-4，都是纯度大于99%的工业品。

Claims (7)

1.相转移催化合成2-乙基已酸亚锡的方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）在配有冷凝器的反应器中加入2-乙基已酸、粉状氧化亚锡和冠醚；
（2）搅拌并加热，将步骤（1）反应器中的原料加热至40～50℃时，开始抽真空，冷凝器中有冷凝水滴馏出，继续加热到温度达到80～100℃时控温，控制温度左右浮动不大于5℃，当冷凝器中无水滴馏出并且反应器中粉状氧化亚锡完全消失时停止加热反应结束，得到2-乙基已酸亚锡。
2.如权利要求1所述的相转移催化合成2-乙基已酸亚锡的方法，其特征在于：步骤（1）中在反应器中2-乙基已酸与氧化亚锡的摩尔比为2:1。
3.如权利要求1所述的相转移催化合成2-乙基已酸亚锡的方法，其特征在于：步骤（1）中所述冠醚为18-冠-6、15-冠-5、12-冠-4、二苯并-18-冠-6或二环己基-18-冠-6中的一种。
4.如权利要求1所述的相转移催化合成2-乙基已酸亚锡的方法，其特征在于：步骤（1）中冠醚的加入量为2-乙基已酸和氧化亚锡总物质量的0.1～0.5%。
5.如权利要求1所述的相转移催化合成2-乙基已酸亚锡的方法，其特征在于：步骤（2）中继续加热到温度达到85℃时控温，控制温度在80℃～90℃之间。
6.如权利要求1所述的相转移催化合成2-乙基已酸亚锡的方法，其特征在于：步骤（2）中真空度小于1013Pa。
7.如权利要求1所述的相转移催化合成2-乙基已酸亚锡的方法，其特征在于：步骤（2）中原料加热至45℃时，开始抽真空。
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