CN105601512A - 一种水杨酸甲酯的高效制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种水杨酸甲酯的高效制备方法,其制备方法如下:(1)预处理:①制得改性硅藻土;②制得硅藻土负载颗粒;③取硅藻土负载颗粒,加入二环己基碳二亚胺、4-二甲氨基吡啶和乙醇,制得固体复合催化剂;(2)合成反应:将水杨酸和甲醇加至反应釜中,投入固体复合催化剂制得反应液;(3)产品提取与纯化:回收固体复合催化剂,分液取油层,用碳酸钠溶液洗涤,再将油层加入水中洗涤,收集馏分,加入活性炭加热脱色,即得水杨酸甲酯精品;本发明能提高水杨酸甲酯的生产效率、产品质量,同时提高回收利用率,降低污染性,降低生产危险度和生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种水杨酸甲酯的高效制备方法,属于化工生产技术领域。
背景技术
水杨酸甲酯是无色至淡黄色透明液体,具有如冬青油那样的香味,可用作溶剂和中间体,如水杨酸甲酯与氨水反应生成水杨酰胺,用于解热止痛药乙基水杨胺的生产,水杨酰胺本身也是一种解热镇痛药,可用于制造杀虫剂、杀菌剂、香料、涂料、化妆品油墨及纤维助染剂等。
现有技术中的水杨酸甲酯采用收集杜鹃花科植物白株木树的枝叶,用水蒸气蒸馏法提取可得冬青油再精馏的方法,或从天然精油中用分馏的方法单离出水杨酸甲酯的方法,加工时间长,产品纯度低,成本高,一般不使用于工业化生产;若用化学制备方法,以水杨酸和甲醇于硫酸催化剂作用下酯化、精制而成,合成物的催化效果、产品分离、提纯是本领域的技术难点,影响加工效率和产品质量,同时还存在回收利用度差、具有一定污染性等问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的缺陷,提供一种水杨酸甲酯的高效制备方法,能提高水杨酸甲酯的生产效率,制得的产品中水杨酸甲酯纯度高,同时提高回收利用率,降低污染性。
本发明是通过如下的技术方案予以实现的。
一种水杨酸甲酯的高效制备方法,其制备方法如下:
(1)预处理
①将硅藻土放入醋酸水溶液中,所述硅藻土与醋酸水溶液的体积比为1:1.2~1.4,所述醋酸水溶液的pH为3-4,浸泡5-6小时,随后倒去醋酸水溶液,用水将硅藻土洗成pH为6.5-7.0,制成改性硅藻土;
②将改性硅藻土、羟丙基纤维素、羧甲基纤维素和水搅拌混合均匀得总物料,随后投入挤压机制成条状物,将条状物烘干30-50min,控制烘干温度为60-80℃;再将条状物投入制粒机,制成粒径为3-5mm的颗粒,最后将颗粒投入马弗炉中保持温度为400-600℃烘2-3h,制得硅藻土负载颗粒;
③取硅藻土负载颗粒,加入二环己基碳二亚胺、4-二甲氨基吡啶和乙醇,加热回流40-70min,滤去液体制得固体复合催化剂;
(2)合成反应
①将水杨酸和甲醇加至反应釜中,控制温度为30-50℃,搅拌混合20-40min,搅拌速率为150-300r/min,所述水杨酸和甲醇的质量比为4.3:1.5~2;
②在反应釜中投入步骤(1)③制得的固体复合催化剂,控制温度为90-100℃,搅拌速率为120-230r/min,搅拌反应2-3h,制得反应液,所述固体复合催化剂质量为水杨酸和甲醇总质量5-8%;
(3)产品提取与纯化
①取反应液过滤,回收固体复合催化剂,剩余液体降温至15-30℃,随后分液取油层;
②将步骤(3)①所得油层用碳酸钠溶液洗涤至油层pH为8-9,再将油层加入水中洗涤,分液取油层;
③将步骤(3)②所得油层投入蒸馏塔,收集温度在96-109℃,压力在1.45-2.1kPa时的馏分,即得水杨酸甲酯粗品;
④取水杨酸甲酯粗品加入活性炭加热脱色25-40min,控制温度为50-60℃,随后过滤去活性炭,即得水杨酸甲酯精品。
上述一种水杨酸甲酯的高效制备方法,其中,所述改性硅藻土、羟丙基纤维素、羧甲基纤维素和水的质量比为10:3:1:4。
上述一种水杨酸甲酯的高效制备方法,其中,所述硅藻土负载颗粒、二环己基碳二亚胺、4-二甲氨基吡啶和乙醇的质量比为20:9:8:13。
本发明的有益效果为:
用改性硅藻与致孔剂即羟丙基纤维素和粘合剂即羧甲基纤维素,制得负载颗粒,再用二环己基碳二亚胺、4-二甲氨基吡啶两种催化剂负载在改性硅藻土上,制得固体复合催化剂,代替传统浓硫酸催化剂,提高了催化效果,使水杨酸和甲醇的酯化反应较传统浓硫酸催化法,反应程度提高25-30%、反应时间缩短,同时便于回收利用、降低污水处理难度、减少污水处理成本、降低生产危险程度、减少生产成本;且固体复合催化剂可产生类似沸石的作用,增加生产安全性。
制备过程各比例适宜,制得的水杨酸甲酯精品中水杨酸甲酯含量可达99.2%~99.6%,较传统生产工艺生产周期更短、大大提高了加工效率和产品质量。
具体实施方式
以下通过具体实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
实施例1
一种水杨酸甲酯的高效制备方法,其制备方法如下:
(1)预处理
①将硅藻土放入醋酸水溶液中,所述硅藻土与醋酸水溶液的体积比为1:1.2,所述醋酸水溶液的pH为3,浸泡5小时,随后倒去醋酸水溶液,用水将硅藻土洗成pH为6.5,制成改性硅藻土;
②将改性硅藻土、羟丙基纤维素、羧甲基纤维素和水搅拌混合均匀得总物料,所述改性硅藻土、羟丙基纤维素、羧甲基纤维素和水的质量比为10:3:1:4,随后投入挤压机制成条状物,将条状物烘干30min,控制烘干温度为60℃;再将条状物投入制粒机,制成粒径为3mm的颗粒,最后将颗粒投入马弗炉中保持温度为600℃烘2h,制得硅藻土负载颗粒;
③取硅藻土负载颗粒,加入二环己基碳二亚胺、4-二甲氨基吡啶和乙醇,加热回流50min,滤去液体制得固体复合催化剂,所述硅藻土负载颗粒、二环己基碳二亚胺、4-二甲氨基吡啶和乙醇的质量比为20:9:8:13;
(2)合成反应
①将水杨酸和甲醇加至反应釜中,控制温度为32℃,搅拌混合35min,搅拌速率为170r/min,所述水杨酸和甲醇的质量比为4.3:1.6;
②在反应釜中投入步骤(1)③制得的固体复合催化剂,控制温度为92℃,搅拌速率为130r/min,搅拌反应2h,制得反应液,所述固体复合催化剂质量为水杨酸和甲醇总质量6%;
(3)产品提取与纯化
①取反应液过滤,回收固体复合催化剂,剩余液体降温至18℃,随后分液取油层;
②将步骤(3)①所得油层用碳酸钠溶液洗涤至油层pH为8,再将油层加入水中洗涤,分液取油层;
③将步骤(3)②所得油层投入蒸馏塔,收集温度在96-100℃,压力在1.45-1.8kPa时的馏分,即得水杨酸甲酯粗品;
④取水杨酸甲酯粗品加入活性炭加热脱色30min,控制温度为55℃,随后过滤去活性炭,即得水杨酸甲酯精品。
制得的水杨酸甲酯精品中水杨酸甲酯含量可达99.32%。
实施例2
一种水杨酸甲酯的高效制备方法,其制备方法如下:
(1)预处理
①将硅藻土放入醋酸水溶液中,所述硅藻土与醋酸水溶液的体积比为1:1.3,所述醋酸水溶液的pH为3.6,浸泡5.2小时,随后倒去醋酸水溶液,用水将硅藻土洗成pH为6.8,制成改性硅藻土;
②将改性硅藻土、羟丙基纤维素、羧甲基纤维素和水搅拌混合均匀得总物料,所述改性硅藻土、羟丙基纤维素、羧甲基纤维素和水的质量比为10:3:1:4,随后投入挤压机制成条状物,将条状物烘干45min,控制烘干温度为73℃;再将条状物投入制粒机,制成粒径为3mm的颗粒,最后将颗粒投入马弗炉中保持温度为400℃烘3h,制得硅藻土负载颗粒;
③取硅藻土负载颗粒,加入二环己基碳二亚胺、4-二甲氨基吡啶和乙醇,加热回流45min,滤去液体制得固体复合催化剂,所述硅藻土负载颗粒、二环己基碳二亚胺、4-二甲氨基吡啶和乙醇的质量比为20:9:8:13;
(2)合成反应
①将水杨酸和甲醇加至反应釜中,控制温度为50℃,搅拌混合20min,搅拌速率为210r/min,所述水杨酸和甲醇的质量比为4.3:1.9;
②在反应釜中投入步骤(1)③制得的固体复合催化剂,控制温度为91℃,搅拌速率为210r/min,搅拌反应2.4h,制得反应液,所述固体复合催化剂质量为水杨酸和甲醇总质量5%;
(3)产品提取与纯化
①取反应液过滤,回收固体复合催化剂,剩余液体降温至25℃,随后分液取油层;
②将步骤(3)①所得油层用碳酸钠溶液洗涤至油层pH为8.4,再将油层加入水中洗涤,分液取油层;
③将步骤(3)②所得油层投入蒸馏塔,收集温度在99-109℃,压力在1.68-2.1kPa时的馏分,即得水杨酸甲酯粗品;
④取水杨酸甲酯粗品加入活性炭加热脱色33min,控制温度为54℃,随后过滤去活性炭,即得水杨酸甲酯精品。
制得的水杨酸甲酯精品中水杨酸甲酯含量可达99.25%。
实施例3
一种水杨酸甲酯的高效制备方法,其制备方法如下:
(1)预处理
①将硅藻土放入醋酸水溶液中,所述硅藻土与醋酸水溶液的体积比为1:1.4,所述醋酸水溶液的pH为3.5,浸泡5.1小时,随后倒去醋酸水溶液,用水将硅藻土洗成pH为6.5,制成改性硅藻土;
②将改性硅藻土、羟丙基纤维素、羧甲基纤维素和水搅拌混合均匀得总物料,所述改性硅藻土、羟丙基纤维素、羧甲基纤维素和水的质量比为10:3:1:4,随后投入挤压机制成条状物,将条状物烘干42min,控制烘干温度为76℃;再将条状物投入制粒机,制成粒径为5mm的颗粒,最后将颗粒投入马弗炉中保持温度为500℃烘2.7h,制得硅藻土负载颗粒;
③取硅藻土负载颗粒,加入二环己基碳二亚胺、4-二甲氨基吡啶和乙醇,加热回流45min,滤去液体制得固体复合催化剂,所述硅藻土负载颗粒、二环己基碳二亚胺、4-二甲氨基吡啶和乙醇的质量比为20:9:8:13;
(2)合成反应
①将水杨酸和甲醇加至反应釜中,控制温度为35℃,搅拌混合30min,搅拌速率为220r/min,所述水杨酸和甲醇的质量比为4.3:2;
②在反应釜中投入步骤(1)③制得的固体复合催化剂,控制温度为96℃,搅拌速率为150r/min,搅拌反应2.6h,制得反应液,所述固体复合催化剂质量为水杨酸和甲醇总质量8%;
(3)产品提取与纯化
①取反应液过滤,回收固体复合催化剂,剩余液体降温至15℃,随后分液取油层;
②将步骤(3)①所得油层用碳酸钠溶液洗涤至油层pH为8.3,再将油层加入水中洗涤,分液取油层;
③将步骤(3)②所得油层投入蒸馏塔,收集温度在100-108℃,压力在1.56-1.97kPa时的馏分,即得水杨酸甲酯粗品;
④取水杨酸甲酯粗品加入活性炭加热脱色30min,控制温度为52℃,随后过滤去活性炭,即得水杨酸甲酯精品。
制得的水杨酸甲酯精品中水杨酸甲酯含量可达99.57%。
综上,本发明能提高水杨酸甲酯的生产效率、产品质量,同时提高回收利用率,降低污染性,降低生产危险度和生产成本。
这里本发明的描述和应用是说明性的,并非想将本发明的范围限制在上述实施例中,因此,本发明不受本实施例的限制,任何采用等效替换取得的技术方案均在本发明保护的范围内。
Claims (3)
1.一种水杨酸甲酯的高效制备方法,其特征为,其制备方法如下:
(1)预处理
①将硅藻土放入醋酸水溶液中,所述硅藻土与醋酸水溶液的体积比为1:1.2~1.4,所述醋酸水溶液的pH为3-4,浸泡5-6小时,随后倒去醋酸水溶液,用水将硅藻土洗成pH为6.5-7.0,制成改性硅藻土;
②将改性硅藻土、羟丙基纤维素、羧甲基纤维素和水搅拌混合均匀得总物料,随后投入挤压机制成条状物,将条状物烘干30-50min,控制烘干温度为60-80℃;再将条状物投入制粒机,制成粒径为3-5mm的颗粒,最后将颗粒投入马弗炉中保持温度为400-600℃烘2-3h,制得硅藻土负载颗粒;
③取硅藻土负载颗粒,加入二环己基碳二亚胺、4-二甲氨基吡啶和乙醇,加热回流40-70min,滤去液体制得固体复合催化剂;
(2)合成反应
①将水杨酸和甲醇加至反应釜中,控制温度为30-50℃,搅拌混合20-40min,搅拌速率为150-300r/min,所述水杨酸和甲醇的质量比为4.3:1.5~2;
②在反应釜中投入步骤(1)③制得的固体复合催化剂,控制温度为90-100℃,搅拌速率为120-230r/min,搅拌反应2-3h,制得反应液,所述固体复合催化剂质量为水杨酸和甲醇总质量5-8%;
(3)产品提取与纯化
①取反应液过滤,回收固体复合催化剂,剩余液体降温至15-30℃,随后分液取油层;
②将步骤(3)①所得油层用碳酸钠溶液洗涤至油层pH为8-9,再将油层加入水中洗涤,分液取油层;
③将步骤(3)②所得油层投入蒸馏塔,收集温度在96-109℃,压力在1.45-2.1kPa时的馏分,即得水杨酸甲酯粗品;
④取水杨酸甲酯粗品加入活性炭加热脱色25-40min,控制温度为50-60℃,随后过滤去活性炭,即得水杨酸甲酯精品。
2.如权利要求1所述的一种水杨酸甲酯的高效制备方法,其特征为,所述改性硅藻土、羟丙基纤维素、羧甲基纤维素和水的质量比为10:3:1:4。
3.如权利要求1所述的一种水杨酸甲酯的高效制备方法,其特征为,所述硅藻土负载颗粒、二环己基碳二亚胺、4-二甲氨基吡啶和乙醇的质量比为20:9:8:13。
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