CN105198725A - 单一离子液体催化油酸合成壬二酸的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种单一离子液体催化油酸合成壬二酸的方法，包括下述步骤：将油酸、1-(α-酸)甲基-3-甲基咪唑磷钨酸离子液体催化剂混合后，加入过氧化氢溶液，充分搅拌反应结束后，油层在上面，水层在下面，容易分离；将分离出的水相冷藏结晶，有白色粉体析出，经抽滤、干燥即得壬二酸固体。本发明整个反应过程无需添加其他化学仪器、节约能耗，反应速度加快、节省时间，反应中无大量有机溶剂、绿色环保。本发明具有较高的反应收率，一步反应工艺简单，反应体系分离容易，有效降低了生产成本，对环境友好。
Description
技术领域
本发明属于化工合成技术领域，具体涉及一种单一离子液体催化油酸合成壬二酸的方法，即利用油酸，以过氧化氢为氧化剂，离子液体为催化剂，不添加相转移试剂，氧化油酸合成壬二酸的方法。
背景技术
壬二酸可以用作香料、润滑油、油剂、聚酰胺树脂的原料并用于醇酸树脂、漆和化工合成,大部分壬二酸用于生产壬二酸二辛酯（DOZ）增塑剂。
利用过氧化氢氧化油酸制备壬二酸和壬酸是目前合成壬二酸和壬酸的主要方法。专利号200710042766.6公开了一种以固体酸催化剂催化制备壬二酸的方法，该方法特点是反应时间短,氧化剂无污染；缺点是存在固体、液体两相反应，需要添加相转移试剂，反应余液污染环境。专利号200610029216.6公开了一种臭氧-过氧化氢混合氧化剂催化氧化制备壬二酸的方法，该方法的优点是没有固体反应物；缺点是需要两步反应，而且臭氧在高温反应时容易引起爆炸，且为气体、液体两相反应，同样需要添加相转移试剂，反应余液污染环境。
发明内容
本发明的目的是提供一种单一离子液体催化油酸合成壬二酸的方法，该方法以氧化氢为氧化剂，离子液体为催化剂，无需添加相转移试剂。所以本发明在同为液相中的反应速度快、产物收率高且无污染。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案包括如下步骤：
将油酸、1-(α-酸)甲基-3-甲基咪唑磷钨酸离子液体催化剂混合后，加入浓度为20%～70%的过氧化氢溶液，反应温度为70～100℃，充分搅拌反应1～8h；反应结束后，油层在上面，水层在下面，容易分离；将分离出的水相于0-5℃冷藏结晶，有白色粉体析出，经抽滤、干燥即得壬二酸固体。
所述油酸与1-(α-酸)甲基-3-甲基咪唑磷钨酸离子液体催化剂的质量比为40-60：3-8。
所述过氧化氢与油酸的质量比为10-30:1。
所述的1-(α-酸)甲基-3-甲基咪唑磷钨酸离子液体催化剂的合成方法包括下述步骤：将3克N-甲基咪唑与3克氯乙酸乙酯溶解于10mL无水乙醇中，在70℃条件下充分反应得到离子液体中间体，取上述离子液体中间体3克和质量分数为37%的浓盐酸20mL加入到10mL的乙腈溶液中，再加入3克磷钨酸，常温反应24小时，得1-(α-酸)甲基-3-甲基咪唑磷钨酸离子液体。
本发明的优点效果如下：
本发明方法是以1-(α-酸)甲基-3-甲基咪唑磷钨酸离子液体为催化剂，由于催化剂、氧化剂与原料都是液体，同相相溶解、所以不需要加入相转移试剂，并不产生含有大量相转移试剂的废液。
整个反应过程无需添加其他化学仪器、节约能耗，反应速度加快、节省时间，反应中无大量有机溶剂、绿色环保。本发明具有较高的反应收率，一步反应工艺简单，反应体系分离容易，有效降低了生产成本，对环境友好。
具体实施方式
实施例1
1-(α-酸)甲基-3-甲基咪唑磷钨酸离子液体催化剂的合成：将3克N-甲基咪唑与3克氯乙酸乙酯溶解于10mL无水乙醇中，在70℃条件下充分反应得到离子液体中间体，取上述离子液体中间体3克和质量分数为37%的浓盐酸20mL加入到10mL的乙腈溶液中，再加入3克磷钨酸，常温反应24小时，得1-(α-酸)甲基-3-甲基咪唑磷钨酸离子液体。
在装有电磁搅拌器、温度计、冷凝管的500mL的四口烧瓶中，加入50克油酸，5克1-(α-酸)甲基-3-甲基咪唑磷钨酸离子液体催化剂。快速搅拌加热至70℃，加入200ml质量浓度为20%的过氧化氢，反应1h，反应结束后，将混合液置于分液漏斗中进行分离，油层在上面，水层在下面，容易分离。将分离出的水相于3℃冷藏结晶，有白色粉体析出，计算收率约为71.01%。熔点105.0～106.5℃。
实施例2
1-(α-酸)甲基-3-甲基咪唑磷钨酸离子液体催化剂的合成方法同实施例1。
在装有电磁搅拌器、温度计、冷凝管的500mL的四口烧瓶中，加入50克油酸，5克1-(α-酸)甲基-3-甲基咪唑磷钨酸离子液体催化剂。快速搅拌加热至85℃，分批加入200ml质量浓度为30%的过氧化氢，反应4h，反应结束后，将混合液置于分液漏斗中进行分离，二氧化锰处于水层下部，油层在上面，容易分离。将分离出的水相于0℃冷藏结晶，有白色粉体析出，计算收率约为87.01%。熔点105.5～107.0℃。
实施例3
1-(α-酸)甲基-3-甲基咪唑磷钨酸离子液体催化剂的合成方法同实施例1。
在装有电磁搅拌器、温度计、冷凝管的500mL的四口烧瓶中，加入50克油酸，5克1-(α-酸)甲基-3-甲基咪唑磷钨酸离子液体催化剂。快速搅拌加热至95℃，分批加入200ml质量浓度为50%的过氧化氢，反应6h，反应结束后，将混合液置于分液漏斗中进行分离，油层在上面，水层在下面，容易分离。将分离出的水相于5℃冷藏结晶，有白色粉体析出，计算收率约为91.01%。熔点104.5～106.0℃。
实施例4
在装有电磁搅拌器、温度计、冷凝管的500mL的四口烧瓶中，加入50克油酸，5克1-(α-酸)甲基-3-甲基咪唑磷钨酸离子液体催化剂。快速搅拌加热至100℃，分批加入200ml质量浓度为70%的过氧化氢，反应8h，反应结束后，将混合液置于分液漏斗中进行分离，油层在上面，水层在下面，容易分离。将分离出的水相于0~5℃冷藏结晶，有白色粉体析出，计算收率约为99.23%。熔点105.5～106.8℃。
实施例5
1-(α-酸)甲基-3-甲基咪唑磷钨酸离子液体催化剂的合成方法同实施例1。
在装有电磁搅拌器、温度计、冷凝管的500mL的四口烧瓶中，加入40克油酸，3克1-(α-酸)甲基-3-甲基咪唑磷钨酸离子液体催化剂。快速搅拌加热至85℃，分批加入质量浓度为50%的过氧化氢，过氧化氢与油酸的质量比为10:1，反应4h，反应结束后，将混合液置于分液漏斗中进行分离，油层在上面，水层在下面，容易分离。将分离出的水相于3℃冷藏结晶，有白色粉体析出。
实施例6
1-(α-酸)甲基-3-甲基咪唑磷钨酸离子液体催化剂的合成方法同实施例1。
在装有电磁搅拌器、温度计、冷凝管的500mL的四口烧瓶中，加入60克油酸，8克1-(α-酸)甲基-3-甲基咪唑磷钨酸离子液体催化剂。快速搅拌加热至85℃，分批加入质量浓度为50%的过氧化氢，过氧化氢与油酸的质量比为30:1，反应4h，反应结束后，将混合液置于分液漏斗中进行分离，油层在上面，水层在下面，容易分离。将分离出的水相于3℃冷藏结晶，有白色粉体析出。
Claims (4)
1.单一离子液体催化油酸合成壬二酸的方法，其特征在于包括下述步骤：将油酸、1-(α-酸)甲基-3-甲基咪唑磷钨酸离子液体催化剂混合后，加入浓度为20%～70%的过氧化氢溶液，反应温度为70～100℃，充分搅拌反应1～8h；反应结束后，油层在上面，水层在下面，容易分离；将分离出的水相于0-5℃冷藏结晶，有白色粉体析出，经抽滤、干燥即得壬二酸固体。
2.根据权利要求1所述的单一离子液体催化油酸合成壬二酸的方法，其特征在于所述油酸与1-(α-酸)甲基-3-甲基咪唑磷钨酸离子液体催化剂的质量比为40-60：3-8。
3.根据权利要求1所述的单一离子液体催化油酸合成壬二酸的方法，其特征在于所述过氧化氢与油酸的质量比为10-30:1。
4.根据权利要求1所述的单一离子液体催化油酸合成壬二酸的方法，其特征在于所述的1-(α-酸)甲基-3-甲基咪唑磷钨酸离子液体催化剂的合成方法包括下述步骤：将3克N-甲基咪唑与3克氯乙酸乙酯溶解于10mL无水乙醇中，在70℃条件下充分反应得到离子液体中间体，取上述离子液体中间体3克和质量分数为37%的浓盐酸20mL加入到10mL的乙腈溶液中，再加入3克磷钨酸，常温反应24小时，得1-(α-酸)甲基-3-甲基咪唑磷钨酸离子液体。
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