CN102875371A - 环己烯合成乙酸环己酯的方法 - Google Patents

环己烯合成乙酸环己酯的方法 Download PDF

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房承宣
董森
郭学华
彭胜
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Abstract

本发明公开了一种环己烯合成乙酸环己酯的方法，该方法的工艺步骤为：所述的环己烯和乙酸在催化剂的作用下合成反应，所述的催化剂为磺酸基阳离子交换树脂；反应结束后，过滤，回收催化剂；滤液常压蒸馏，收集沸点前馏分，即可回收环己烯和乙酸；剩余滤液在绝对压力50KPa下减压蒸馏，收集沸点140～150℃馏分，即可得到乙酸环己酯。本合成工艺具有较高的收率，且工艺简单；尤其是反应中无需引入带水剂及分离提纯时不产生废水等污染物，减小了环境压力；且催化剂可重复使用，降低了生产成本；测试结果表明，在最佳条件下，乙酸环己酯收率为89.6%。因此，本方法具有收率高、工艺简单、节能环保的特点。

Description

环己烯合成乙酸环己酯的方法
技术领域
本发明属于有机合成领域，尤其是一种环己烯合成乙酸环己酯的方法。
背景技术
乙酸环己酯是一种具有香蕉、苹果等水果香味的无色透明液体，常用于配制苹果、香蕉和树莓等香料，广泛应用于食品和化妆品等行业。同时由于乙酸环己酯对树脂等有较好的溶解性能，也常用做涂料、油漆等的溶剂。
工业上常用环己醇和乙酸为原料，浓硫酸为催化剂合成乙酸环己酯，反应结束后，反应液需用碱液和水洗涤至中性，干燥、蒸馏提纯。但浓硫酸对设备腐蚀严重，产生大量的废酸需要处理，同时反应、提纯过程中产生的废水，以及添加的带水剂环己烷，都会对环境造成影响。因此，开发新的合成乙酸环己酯工艺路线具有重要的现实意义。CN102060697A公开了一种乙酸环己酯的合成工艺，其以对甲苯磺酸铜代替浓硫酸催化环己醇和乙酸酯化合成乙酸环己酯，虽然在一定条件下产物收率为96.7%（未经分离），但仍无法避免废水的产生，同时引入的环己烷也给分离带来了困难。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种无需带水剂的环己烯合成乙酸环己酯的方法。
为解决上述技术问题，本发明所采取的工艺步骤为：所述的环己烯和乙酸在催化剂的作用下合成反应，所述的催化剂为磺酸基阳离子交换树脂；反应结束后，过滤，回收催化剂；滤液常压蒸馏，收集沸点前馏分，即可回收环己烯和乙酸；剩余滤液在绝对压力30～70KPa下减压蒸馏，收集沸点140～150℃馏分，即可得到乙酸环己酯。
本发明所述环己烯和醋酸的摩尔比为1:1～1:5。
本发明所述磺酸基阳离子交换树脂的酸强度小于等于3，比表面积大于等于30m2/g，交换容量大于等于4mmol/g。
本发明所述催化剂的加入量为环己烯质量的1～4%。
本发明所述合成反应的反应温度80～100℃，反应时间1～8h。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明合成工艺具有较高的收率，且工艺简单；尤其是反应中无需引入带水剂及分离提纯时不产生废水等污染物，减小了环境压力；且催化剂可重复使用，降低了生产成本；测试结果表明，在最佳条件下，乙酸环己酯收率为89.6%。因此，本发明具有收率高、工艺简单、节能环保的特点。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明所得乙酸乙酯的质谱图；
图2是本发明所得乙酸乙酯的红外光谱图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1：本环己烯合成乙酸环己酯的方法采用下述工艺步骤：
在装有温度计、回流冷凝器的干燥烧瓶中加入0.1mol的环己烯、0.3mol的乙酸，3%（相对于环己烯质量）的磺酸基阳离子交换树脂（酸强度2.5，比表面积42m2/g，交换容量4.7mmol/g），迅速加热、搅拌并恒温，95℃下反应5h。反应结束后，过滤，回收催化剂，滤液常压蒸馏，收集沸点120℃的馏分；剩余滤液减压蒸馏，压力50kPa，收集沸点140～150℃的馏分，即可得到乙酸环己酯。经计算，本实施例的收率为75.2%。
本实施例所得乙酸环己酯的产品表征：合成的乙酸环己酯产品为无色透明液体，折光率                                                =1.439 9，与文献值（
Figure 174369DEST_PATH_IMAGE001
=1.441 7）基本一致；所得乙酸环己酯的质谱图和红外光谱图见图1和图2，与标准谱图基本一致。
实施例2：本环己烯合成乙酸环己酯的方法采用下述工艺步骤：
在装有温度计、回流冷凝器的干燥烧瓶中加入0.1mol的环己烯、0.3mol的乙酸，2%（相对于环己烯质量）的磺酸基阳离子交换树脂（酸强度2.5，比表面积42m2/g，交换容量4.7mmol/g），迅速加热、搅拌并恒温，90℃下反应5h。反应结束后，过滤，回收催化剂，滤液常压蒸馏，收集沸点120℃的馏分；剩余滤液减压蒸馏，压力60kPa，收集沸点140～150℃的馏分，即可得到乙酸环己酯。经计算，本实施例的收率为70.8%。
实施例3：本环己烯合成乙酸环己酯的方法采用下述工艺步骤：
在装有温度计、回流冷凝器的干燥烧瓶中加入0.1mol的环己烯、0.5mol的乙酸，3%（相对于环己烯质量）的磺酸基阳离子交换树脂（酸强度2.5，比表面积42m2/g，交换容量4.7mmol/g），迅速加热、搅拌并恒温，90℃下反应5h。反应结束后，过滤，回收催化剂，滤液常压蒸馏，收集沸点120℃的馏分；剩余滤液减压蒸馏，压力45kPa，收集沸点140～150℃的馏分，即可得到乙酸环己酯。经计算，本实施例的收率为85.8%。
实施例4：本环己烯合成乙酸环己酯的方法采用下述工艺步骤：
在装有温度计、回流冷凝器的干燥烧瓶中加入0.1mol的环己烯、0.4mol的乙酸，3%（相对于环己烯质量）的磺酸基阳离子交换树脂（酸强度2.5，比表面积42m2/g，交换容量4.7mmol/g），迅速加热、搅拌并恒温，85℃下反应5h。反应结束后，过滤，回收催化剂，滤液常压蒸馏，收集沸点120℃的馏分；剩余滤液减压蒸馏，压力65kPa，收集沸点140～150℃的馏分，即可得到乙酸环己酯。经计算，本实施例的收率为88.2%。
实施例5：本环己烯合成乙酸环己酯的方法采用下述工艺步骤：
在装有温度计、回流冷凝器的干燥烧瓶中加入0.1mol的环己烯、0.2mol的乙酸，3%（相对于环己烯质量）的磺酸基阳离子交换树脂（酸强度2.5，比表面积42m2/g，交换容量4.7mmol/g），迅速加热、搅拌并恒温，95℃下反应8h。反应结束后，过滤，回收催化剂，滤液常压蒸馏，收集沸点120℃的馏分；剩余滤液减压蒸馏，压力40kPa，收集沸点140～150℃的馏分，即可得到乙酸环己酯。经计算，本实施例的收率为71.6%。
实施例6：本环己烯合成乙酸环己酯的方法采用下述工艺步骤：
在装有温度计、回流冷凝器的干燥烧瓶中加入0.1mol的环己烯、0.4mol的乙酸，4%（相对于环己烯质量）的磺酸基阳离子交换树脂（酸强度2.5，比表面积42m2/g，交换容量4.7mmol/g），迅速加热、搅拌并恒温，100℃下反应8h。反应结束后，过滤，回收催化剂，滤液常压蒸馏，收集沸点120℃的馏分；剩余滤液减压蒸馏，压力60kPa，收集沸点140～150℃的馏分，即可得到乙酸环己酯。经计算，本实施例的收率为89.6%。
实施例7：本环己烯合成乙酸环己酯的方法采用下述工艺步骤：
在装有温度计、回流冷凝器的干燥烧瓶中加入0.1mol的环己烯、0.4mol的乙酸，3%（相对于环己烯质量）的磺酸基阳离子交换树脂（酸强度3，比表面积40m2/g，交换容量4.6mmol/g），迅速加热、搅拌并恒温，80℃下反应6h。反应结束后，过滤，回收催化剂，滤液常压蒸馏，收集沸点120℃的馏分；剩余滤液减压蒸馏，压力70kPa，收集沸点140～150℃的馏分，即可得到乙酸环己酯。经计算，本实施例的收率为66.2%。
实施例8：本环己烯合成乙酸环己酯的方法采用下述工艺步骤：
在装有温度计、回流冷凝器的干燥烧瓶中加入0.1mol的环己烯、0.1mol的乙酸，3%（相对于环己烯质量）的磺酸基阳离子交换树脂（酸强度2.4，比表面积44m2/g，交换容量4.1mmol/g），迅速加热、搅拌并恒温，90℃下反应1h。反应结束后，过滤，回收催化剂，滤液常压蒸馏，收集沸点120℃的馏分；剩余滤液减压蒸馏，压力50kPa，收集沸点140～150℃的馏分，即可得到乙酸环己酯。经计算，本实施例的收率为72.3%。
实施例9：本环己烯合成乙酸环己酯的方法采用下述工艺步骤：
在装有温度计、回流冷凝器的干燥烧瓶中加入0.1mol的环己烯、0.4mol的乙酸，1%（相对于环己烯质量）的磺酸基阳离子交换树脂（酸强度2.4，比表面积31m2/g，交换容量4.7mmol/g），迅速加热、搅拌并恒温，90℃下反应4h。反应结束后，过滤，回收催化剂，滤液常压蒸馏，收集沸点120℃的馏分；剩余滤液减压蒸馏，压力30kPa，收集沸点140～150℃的馏分，即可得到乙酸环己酯。经计算，本实施例的收率为60.8%。
实施例10：本环己烯合成乙酸环己酯的方法采用下述工艺步骤：
按照实施例4所述工艺条件，每次催化剂使用完后不经处理直接使用，重复使用十次后，乙酸环己酯收率为86.5%。
产品表征
合成的乙酸环己酯产品为无色透明液体，折光率
Figure 954107DEST_PATH_IMAGE001
=1.439 9，与文献值（
Figure 286999DEST_PATH_IMAGE001
=1.441 7）基本一致。乙酸环己酯的质谱图和红外光谱图见图1和图2。与标准谱图基本一致。

Claims (5)

1.一种环己烯合成乙酸环己酯的方法，其特征在于，该方法的工艺步骤为：所述的环己烯和乙酸在催化剂的作用下合成反应，所述的催化剂为磺酸基阳离子交换树脂；反应结束后，过滤，回收催化剂；滤液常压蒸馏，收集沸点前馏分，即可回收环己烯和乙酸；剩余滤液在绝对压力30～70KPa下减压蒸馏，收集沸点140～150℃馏分，即可得到乙酸环己酯。
2.根据权利要求1所述的环己烯合成乙酸环己酯的方法，其特征在于：所述环己烯和醋酸的摩尔比为1:1～1:5。
3.根据权利要求1所述的环己烯合成乙酸环己酯的方法，其特征在于：所述磺酸基阳离子交换树脂的酸强度小于等于3，比表面积大于等于30m2/g，交换容量大于等于4mmol/g。
4.根据权利要求1所述的环己烯合成乙酸环己酯的方法，其特征在于：所述催化剂的加入量为环己烯质量的1～4%。
5.根据权利要求1－4任意一项所述的环己烯合成乙酸环己酯的方法，其特征在于：所述合成反应的反应温度80～100℃，反应时间1～8h。
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