CN105646149B - 一种高碳异构脂肪醇的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于有机合成技术领域,尤其涉及一种高碳异构脂肪醇的制备方法。将正醇和碱性溶液搅拌混合,升温反应3‑5h,降温后加入催化剂,搅拌均匀后升温反应得产物,萃取、减压蒸馏,得目标产物。本发明的合成工艺简单,操作方法安全高效,原料廉价易得,副反应少,制得的高碳异构脂肪醇纯度高达95%以上,产率高达90%以上,便于实现工业化生产。
Description
技术领域
本发明属于有机合成技术领域,尤其涉及一种高碳异构脂肪醇的制备方法。
背景技术
脂肪醇是表面活性剂的基础原料,其能够使表面活性剂具有更好的洗涤、润湿、防锈、渗透、分散、乳化、柔软、抗静电等功能特点。
高碳异构脂肪醇是一种在β位上带有长支链结构的伯醇。Gaerbel于1890年首次合成出格尔伯特醇,即异构醇,此后被人们所知。高碳异构脂肪醇具有如下特点:1)具有高分子量和低刺激性;2)具有支链结构,在极其低温下仍然保持液体状态;3)挥发度小;4)易生物降解;5)属伯醇,性质活泼,可制得多种衍生物;6)系饱和醇,稳定性高于其他不饱和产品,在高温下具有良好的氧化稳定性、耐水解性和良好的色泽。基于上述特点,高碳异构脂肪醇被广泛应用于化妆品、纺织印染助剂、纤维油剂、印刷油墨助剂、高级润滑油添加剂等领域。
但是传统的高碳异构脂肪醇合成工艺为:在金属/酸双功能催化剂及临氢的条件下,将直链正醇直接异构化为异构醇,过程较为复杂,涉及氢气的操作也十分危险,易造成安全事故;同时产率较低,伴随有大量副反应的发生,产品纯度达不到要求,无法满足一些高档化妆品对原材料的要求,阻碍了高碳异构脂肪醇的进一步应用。
发明内容
本发明针对上述现有技术存在的不足,提供一种工艺简单、产品产率和纯度高的高碳异构脂肪醇的制备方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种高碳异构脂肪醇的制备方法,步骤如下:
(1)将130~160份正醇和2~10份的碱性溶液依次加入三口瓶中混合,待搅拌均匀后升温至160~190℃,反应3~5h;
(2)将步骤(1)混合液后降温至20~25℃,加入0.2~0.5份催化剂,搅拌均匀后升温至190~230℃,反应5~8h;再继续升温至240~260℃,反应30min,然后降温至20~25℃;
(3)将步骤(2)的反应产物萃取,水洗至pH值为6~7;控制真空度保持在-0.096~0.098MPa,经减压蒸馏,收集170~260℃馏分,即得高碳异构脂肪醇。
进一步,步骤(1)中所述的正醇为正辛醇、正壬醇或正癸醇的一种或两种按照质量比1:1混合。
步骤(1)中所述的碱性溶液为质量浓度45%的氢氧化钾水溶液或氢氧化钠水溶液。
步骤(1)和步骤(2)中所述的搅拌速度为200~300rpm,优选为250rpm;搅拌时间为5~10min。
步骤(2)中所述的催化剂为锌粉、铜粉、氧化锌或氧化铜。
步骤(3)中采用100~160份正庚烷进行萃取。
本发明的有益效果是:本发明的合成工艺简单,操作方法安全高效,原料廉价易得,副反应少,制得的高碳异构脂肪醇纯度高达95%以上,产率高达90%以上,便于实现工业化生产。
本发明的反应原理:
CH3(CH2)nCH2OH→CH3(CH2)nCHO+H2
其中n为6-8。
具体实施方式
以下结合实例对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。
实施例1
一种异构十六醇的制备方法,步骤如下:
(1)将130g正辛醇和3.5g、45wt%的氢氧化钠水溶液依次加入250ml三口瓶中混合,以250rpm的速度搅拌8min后升温至165℃,反应3h;
(2)将步骤(1)混合液后降温至20℃,加入0.28g锌粉,搅拌8min后升温至195℃,反应5h;再继续升温至240℃,反应30min,然后降至20℃;
(3)将步骤(2)的反应产物加入120g正庚烷萃取,水洗至pH值为6~7;控制真空度保持在-0.096~0.098MPa,经减压蒸馏,收集170~190℃馏分,得到111.02g无色透明液体,即为异构十六醇,产率为91.75%。
所得异构十六醇的具体结构式如下:
经WATER凝胶渗透色谱仪测试,制备得到的无色透明液体的数均分子量为238g/mol,Mw/Mn=1.05。通过羟基含量滴定方法测出无色透明液体的羟基含量为7.15%,与理论羟基含量7.02%相近,判定产物即为异构十六醇。经高效液相色谱仪测试,所得产品纯度为96.79%。
实施例2
一种高碳异构脂肪醇的制备方法,步骤如下:
(1)将160g正癸醇和8.5g、45wt%的氢氧化钠水溶液依次加入250ml三口瓶中混合,以250rpm的速度搅拌10min后升温至190℃,反应5h;
(2)将步骤(1)混合液后降温至25℃,加入0.45g氧化锌,搅拌10min后升温至230℃,反应8h;再继续升温至260℃,反应30min,然后降温至25℃;
(3)将步骤(2)的反应产物加入160g正庚烷萃取,水洗至pH值为6~7;控制真空度保持在-0.096~0.098MPa,经减压蒸馏,收集240~260℃馏分,得到139.18g无色透明液体,即为异构二十醇,产率为92.17%。
所得异构二十醇的具体结构式如下:
经WATER凝胶渗透色谱仪测试,制备得到的无色透明液体的数均分子量为297g/mol,Mw/Mn=1.08。通过羟基含量滴定方法测出无色透明液体的羟基含量为5.83%,与理论羟基含量5.61%相近,判定产物即为异构二十醇。经高效液相色谱仪测试,所得产品纯度为96.18%。
实施例3
一种高碳异构脂肪醇的制备方法,步骤如下:
(1)将145g正辛醇和正癸醇的混合物(两种原料的质量比为1:1)及6g、45wt%的氢氧化钾水溶液依次加入250ml三口瓶中混合,以250rpm的速度搅拌8min后升温至180℃,反应4h;
(2)将步骤(1)混合液后降温至22℃,加入0.4g氧化铜,搅拌8min后升温至215℃,反应7h;再继续升温至250℃,反应30min,然后降温至22℃;
(3)将步骤(2)的反应产物加入145g正庚烷萃取,水洗至pH值为6~7;控制真空度保持在-0.096~0.098MPa,经减压蒸馏,收集190~220℃馏分,得到123.94g无色透明液体,即为异构十八醇,产率为91.13%。
所制备异构十八醇的具体结构式如下:
经WATER凝胶渗透色谱仪测试,制备得到的无色透明液体的数均分子量为265g/mol,Mw/Mn=1.04。通过羟基含量滴定方法测出无色透明液体的羟基含量为6.34%,与理论羟基含量6.23%相近,判定产物即为异构十八醇。经高效液相色谱仪测试,所得产品纯度为95.32%。
实施例4
一种高碳异构脂肪醇的制备方法,步骤如下:
(1)将130g正辛醇和4.5g、45wt%的氢氧化钠水溶液依次加入250ml三口瓶中混合,以200rpm的速度搅拌10min后升温至160℃,反应4h;
(2)将步骤(1)混合液后降温至20℃,加入0.3g铜粉,搅拌10min后升温至190℃,反应6h;再继续升温至245℃,反应30min,然后降温至20℃;
(3)将步骤(2)的反应产物加入135g正庚烷萃取,水洗至pH值为6~7;控制真空度保持在-0.096~0.098MPa,经减压蒸馏,收集170~190℃馏分,得到109.86g无色透明液体,即为异构十六醇,产率为90.79%。
所制备异构十六醇的具体结构式如下:
经WATER凝胶渗透色谱仪测试,制备得到的无色透明液体的数均分子量为235g/mol,Mw/Mn=1.07。通过羟基含量滴定方法测出无色透明液体的羟基含量为7.26%,与理论羟基含量7.02%相近,判定产物即为异构十六醇。经高效液相色谱仪测试,所得产品纯度为97.01%。
实施例5
一种高碳异构脂肪醇的制备方法,步骤如下:
(1)将145g正辛醇和正癸醇的混合物(两种原料的质量比为1:1)及6.5g、45wt%的氢氧化钾水溶液依次加入250ml三口瓶中混合,以300rpm的速度搅拌5min后升温至185℃,反应4.5h;
(2)将步骤(1)混合液后降温至25℃,加入0.43g锌粉,搅拌5min后升温至220℃,反应7.5h;再继续升温至255℃,反应30min,然后降温至25℃;
(3)将步骤(2)的反应产物加入150g正庚烷萃取,水洗至pH值为6~7;控制真空度保持在-0.096~0.098MPa,经减压蒸馏,收集190~220℃馏分,得到124.52g无色透明液体,即为异构十八醇,产率为91.56%。
所得异构十八醇的具体结构式如下:
经WATER凝胶渗透色谱仪测试,制备得到的无色透明液体的数均分子量为268g/mol,Mw/Mn=1.05。通过羟基含量滴定方法测出无色透明液体的羟基含量为6.31%,与理论羟基含量6.23%相近,判定产物即为异构十八醇。经高效液相色谱仪测试,所得产品纯度为95.13%。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种高碳异构脂肪醇的制备方法,其特征在于,步骤如下:
(1)将130~160份正醇和2~10份的碱性溶液依次加入三口瓶中混合,待搅拌均匀后升温至160~190℃,反应3~5h;
(2)将步骤(1)混合液后降温至20~25℃,加入0.2~0.5份催化剂,搅拌均匀后升温至190~230℃,反应5~8h;再继续升温至240~260℃,反应30min,然后降温至20~25℃;
(3)将步骤(2)的反应产物萃取,水洗至pH值为6~7;控制真空度保持在-0.096~0.098MPa,经减压蒸馏,收集170~260℃馏分,即得高碳异构脂肪醇;
步骤(1)中所述的正醇为正辛醇、正壬醇或正癸醇中的两种按照质量比1:1混合;
步骤(2)中所述的催化剂为锌粉、铜粉或氧化铜。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中所述的碱性溶液为质量浓度45%的氢氧化钾水溶液或氢氧化钠水溶液。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)和步骤(2)中所述的搅拌速度为200~300rpm,搅拌时间为5~10min。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(3)中采用100~160份正庚烷进行萃取。
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