CN106905148A

CN106905148A - 微波酯化制备蓖麻油酸乙二醇丁醚酯的合成工艺

Info

Publication number: CN106905148A
Application number: CN201610093331.3A
Authority: CN
Inventors: 张海飞
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-02-19
Filing date: 2016-02-19
Publication date: 2017-06-30

Abstract

本发明涉及一种微波酯化制备蓖麻油酸二元醇醚酯的合成工艺。操作步骤是：按一定的化学计量比，将蓖麻油酸、乙二醇丁醚、溶剂、催化剂混合溶液加入到微波高压反应器中，在一定的反应温度下反应一段时间，冷却反应液，过滤出离子液体催化剂，滤液蒸出溶剂得到纯度大于90％的蓖麻油酸二元醇醚酯。本发明同时具备了微波加热和酸性离子液体催化反应的优点，与使用酸催化的冷凝回流传统合成法相比，能够克服许多不足，达到传统方法所不具备的效果。微波辐射能使反应体系均匀受热，体系升温速度快，温度稳定，可明显加快反应速度，提高反应产率，显著地缩短反应时间，降低了能耗。酸性离子液体催取代传统无机酸，从而克服排放大量污水的问题，且可回收再利用，实现污染物“零排放”，从而提供一种高效、快速、绿色环保的新工艺。

Description

微波酯化制备蓖麻油酸乙二醇丁醚酯的合成工艺

技术领域

本发明涉及有机合成技术领域，尤其涉及一种在离子液体催化剂存在条件下微波酯化制备蓖麻油酸二元醇醚酯的合成工艺。

背景技术

蓖麻油酸二元醇醚酯增塑剂是以生物质资源蓖麻油与二元醇醚合成的增塑剂，除了具有一般酯类增塑剂的特性外，还具有可生物降解、耐低温、无毒环保等显著特点，可以用于医疗器械、儿童玩具和食品包装材料等安全卫生要求较高的PVC制品，符合全球对增塑剂发展的产业政策，具有广泛的应用空间和很好的应用前景。

蓖麻油酸二元醇醚酯的合成工艺主要是通过蓖麻油在碱性催化剂存在条件下，与二元醇醚进行酯交换而得。工艺存在以下不足：

其一、酯交换是一个可逆的平衡反应，生成的甘油沸点较高，难通过蒸馏的方式从体系中移走，从而抑制了反应朝正方向进行，产物体系中甘油的浓度增加对酯化率有不利的影响；

其二、酯交换过程中所用的醇钠催化剂，易使甲醇与蓖麻油上的羟基发生醚化副反应，带来难以去除的杂质，以致产品纯度低，产品收率不高；

其三、反应结束后，催化剂要通过酸洗处理才能分离，给环境造成很大的污染。

发明内容

本发明的目的是提供一种在离子液体催化剂存在条件下微波高压制备蓖麻油酸二元醇醚酯的合成工艺。解决了酯交换过程中所用的催化剂通过酸洗产生大量废水的问题，克服了酯交换反应酯化率低、生产工艺复杂等缺陷。

本发明的技术方案：按化学计量比，将一定量蓖麻油酸、二元醇醚、溶剂、催化剂混合溶液加入到微波高压反应釜中，在一定的温度下反应一段时间后，冷却过滤分出离子液体催化剂，滤液蒸出溶剂后得到纯度大于90％的蓖麻油酸二元醚醇酯。

上述反应体系中，所述的二元醇醚为乙二醇甲醚，乙二醇乙醚，乙二醇丙醚，乙二醇丁醚，二乙二醇甲醚，二乙二醇乙醚，二乙二醇丙醚，二乙二醇丁醚，三乙二醇甲醚，三乙二醇乙醚，三乙二醇丙醚，三乙二醇丁醚，丙二醇甲醚，丙二醇乙醚，丙二醇丙醚，丙二醇丁醚，二丙二醇甲醚，二丙二醇乙醚，二丙二醇丙醚，二丙二醇丁醚，三丙二醇甲醚，三丙二醇乙醚，三丙二醇丙醚，三丙二醇丁醚中的任何一种。

上述反应体系中，所述的溶剂为二氯甲烷，二氯乙烷，环已烷中的任何一种。

上述反应体系中，所述的催化剂为苯并噻唑硫酸氢盐、苯并噻唑磷酸二氢盐、苯并噻唑高氯酸盐中的任何一种。

上述反应体系中，所述的蓖麻油酸与二元醇醚的摩尔比为1∶1.15，催化剂用量为蓖麻油酸重量的2％，溶剂用量为蓖麻油酸的2-4倍，反应时间为30-60分钟，反应温度50-150℃。

本发明的有益效果：本发明所提供的制备蓖麻油酸二元醇醚酯的合成工艺同时具备了微波加热和酸性离子液体催化反应的优点，能够克服常规方法的许多不足，达到传统方法所不具备的效果。优势表现在以下几个方面：

1、速度加快：由于在高压和高温反应条件下，反应时间从数小时急剧缩短为数分钟；

2、产率提高：通过催化剂的筛选，提高了反应选择性，反应时间变短最大限度地减少了不想要的副反应；

3、纯度改善：由于副产物减少，反应更干净，纯化步骤更简单；

4、重现性更好：在专用的单模微波反应器中出现的均匀微波场，保证了每一次实验运行结果的类似。

具体实施方式

下面列举实施例进一步阐述本发明。

R₁＝glyceryl R₂＝H，CH₃ n＝1，2 R₃＝C₁---C₄

实施例1：

将蓖麻油酸与二元醇醚按摩尔比为1∶1.15的量投入到微波反应管中，再投入蓖麻油酸重量2％的苯并噻唑硫酸氢盐，蓖麻油酸重量2倍的二氯甲烷，反应时间为30分钟，反应温度100℃，反应结束冷却过滤出催化剂，再蒸出溶剂，得产品收率为95.6％，产品纯度为93.5％。

实施例2：

将蓖麻油酸与二元醇醚按摩尔比为1∶1.15的量投入到微波反应管中，再投入蓖麻油酸重量2％的苯并噻唑硫酸氢盐，蓖麻油酸重量的2倍的二氯甲烷，反应时间为30分钟，反应温度150℃，反应结束冷却过滤出催化剂，再蒸出溶剂，得产品收率为98.2％，产品纯度为98.5％。

实施例3：

将蓖麻油酸与二元醇醚按摩尔比为1∶1.15的量投入到微波反应管中，再投入蓖麻油酸重量2％的苯并噻唑磷酸二氢盐，蓖麻油酸重量的2倍的二氯甲烷，反应时间为30分钟，反应温度150℃，反应结束冷却过滤出催化剂，再蒸出溶剂，得产品收率为94.1％，产品纯度为96.2％。

实施例4：

将蓖麻油酸与二元醇醚按摩尔比为1∶1.15的量投入到微波反应管中，再投入蓖麻油酸重量2％的苯并噻唑高氯酸盐，蓖麻油酸重量的2倍的二氯甲烷，反应时间为30分钟，反应温度150℃，反应结束冷却过滤出催化剂，再蒸出溶剂，得产品收率为95.3％，产品纯度为96.4％。

实施例5：

将蓖麻油酸与二元醇醚按摩尔比为1∶1.15的量投入到微波反应管中，再投入蓖麻油酸重量2％的苯并噻唑硫酸氢盐，蓖麻油酸重量的2倍的二氯乙烷，反应时间为30分钟，反应温度150℃。反应结束冷却过滤出催化剂，再蒸出溶剂，得产品收率为97.8％，产品纯度为98.5％。

实施例6：

将蓖麻油酸与二元醇醚按摩尔比为1∶1.15的量投入到微波反应管中，再投入蓖麻油酸重量2％的苯并噻唑硫酸氢盐，蓖麻油酸重量的2倍的环已烷，反应时间为30分钟，反应温度150℃。反应结束冷却过滤出催化剂，再蒸出溶剂，得产品收率为97.3％，产品纯度为97.5％。

综上所述，本发明通过微波反应与离子液体相结合，从而提高产品的合成效率，实现污染物“零排放”。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本发明所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围。

Claims

1.提供一种微波酯化快速合成蓖麻油酸二元醇醚酯的方法，其特征在于：

按化学计量比，将一定量蓖麻油酸、二元醇醚、溶剂、催化剂混合溶液加入到微波高压反应釜中，在一定的温度下反应一段时间后，冷却过滤分出固体催化剂，滤液蒸出溶剂后得到纯度大于90％的蓖麻油酸二元醚醇酯。

2.根据权利1要求的所述方法，其特征在于：所述的二元醇醚为乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇丙醚、乙二醇丁醚、二乙二醇甲醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇丙醚、二乙二醇丁醚、三乙二醇甲醚、三乙二醇乙醚、三乙二醇丙醚、三乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、丙二醇丙醚、丙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇乙醚、二丙二醇丙醚、二丙二醇丁醚、三丙二醇甲醚、三丙二醇乙醚、三丙二醇丙醚、三丙二醇丁醚中的任何一种。

3.根据权利1要求的所述方法，其特征在于：所述的溶剂为二氯甲烷、二氯乙烷、环已烷中的任何一种。

4.根据权利1要求的所述方法，其特征在于：所述的离子液体催化剂为苯并噻唑硫酸氢盐、苯并噻唑磷酸二氢盐、苯并噻唑高氯酸盐中的任何一种。

5.根据权利1要求的所述方法，其特征在于：所述的蓖麻油酸与二元醇醚的摩尔比为1∶1.15，催化剂用量为蓖麻油酸重量的2％，溶剂用量为蓖麻油酸的2-4倍，反应时间为30-60分钟，反应温度50-150℃。