CN107778177A - 一种季戊四醇四异辛酸酯的合成工艺 - Google Patents

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于智勇
何延胜
刘晓丹
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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
    • B01J27/02—Sulfur, selenium or tellurium; Compounds thereof
    • B01J27/053—Sulfates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
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    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C67/00—Preparation of carboxylic acid esters
    • C07C67/48—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives

Abstract

本发明涉及一种合成酯类的方法，尤其涉及一种合成季戊四醇四异辛酸酯的方法。合成步骤包括：固体超强酸催化剂的制备；季戊四醇四异辛酸酯的合成；产品的后处理。季戊四醇四异辛酸酯的合成路线简单，条件温和，易于控制。原料来源丰富，价格低，直接降低了生产成本。合成的季戊四醇四异辛酸酯纯度高于99%，收率80%。该合成路线适合工业化生产。

Description

一种季戊四醇四异辛酸酯的合成工艺
技术领域
本发明涉及一种合成酯类的方法，尤其涉及一种合成季戊四醇四异辛酸酯的方法。
背景技术
季戊四醇四异辛酸酯具有良好的热稳定性、生物降解性和抗磨减磨性，不仅可以作为高温增塑剂，而且还是一种性质优良的绿色润滑油基础油，已在航空领域得到了广泛应用。由于支链脂肪酸存在空间位阻，使得反应较难进行完全，因此开发适合于工业化生产的季戊四醇四异辛酸酯的合成工艺是非常有必要的。
季戊四醇四异辛酸酯的合成一般在有机溶剂中合成，不符合绿色化学的技术要求，易造成环境污染。且一般选择金属氧化物、硫酸等为催化剂，在试剂生产中存在试剂较贵，腐蚀性较大、收率较低等缺陷，不利于工业生产。
由此可见，现有的合成路线，均不易于工业化生产。亟需寻求一种操作方便，反应条件温和的季戊四醇四异辛酸酯的制备方法。
发明内容
本发明目的在于解决现有技术中存在的上述技术问题，提供一种合成季戊四醇四异辛酸酯的方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案。
一种合成季戊四醇四异辛酸酯的方法，制备步骤包括。
（1）固体超强酸催化剂的制备。
取TiCl4水溶液用稀氨水水解呈碱性（PH=9-11），静置24 h后过滤，洗涤，得大量白色沉淀物。固体在110-130 ℃烘干后研磨成粉末。然后加入到0.5 M硫酸铈的浓硫酸溶液中，反应8-14 h后，过滤干燥，置于马福炉焙烧，即得超强酸催化剂SO4 2-/TiO2/Ce。
（2）季戊四醇四异辛酸酯的合成。
将季戊四醇和异辛酸加入反应容器中，然后向反应容器中加入上述步骤中制备的催化剂（5-20g），反应温度100-200 ℃，反应5-15 h，反应结束停止加热，得到粗品反应液。
（3）产品的后处理。
将反应液过滤，滤出催化剂经过洗涤，干燥后回收使用。滤液用5%的NaOH溶液洗涤4次。有机相在用水洗、饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，减压蒸馏的淡黄色油状液体。
所述的季戊四醇和异辛酸投料的物质量比为1:4-1:6，优选1:5。
所述的季戊四醇与催化剂SO4 2-/TiO2/Ce的质量比为1:0.1-1:0.5，优选1:0.2。
本发明的有益效果。
本发明中，采用自备的催化活性高于现有金属催化剂的超强酸催化剂SO4 2-/TiO2/Ce，该催化剂催化效果好，能使反应充分。将原料季戊四醇和异辛酸在自制的催化剂作用下充分反应，得到含有季戊四醇和异辛酸单体的混合品，所以需要对得到的混合物进行后续的处理，产品后处理过程中用进行溶液洗涤；季戊四醇四异辛酸酯的合成路线简单，条件温和，易于控制。原料来源丰富，价格低，直接降低了生产成本。合成的季戊四醇四异辛酸酯纯度高于99%，收率80%。该合成路线适合工业化生产。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明技术方案作进一步详细说明。
实施例1。
（1）固体超强酸催化剂的制备。
取25g TiCl4溶于水中，然后用稀氨水水解呈碱性（PH=11），静置24 h后过滤，洗涤，得大量白色沉淀物。固体在120 ℃烘干后研磨成粉末。然后加入到0.5 M硫酸铈的浓硫酸溶液中，反应10 h后，过滤干燥，置于马福炉焙烧，即得超强酸催化剂SO4 2-/TiO2/Ce。
（2）季戊四醇四异辛酸酯的合成。
将季戊四醇（100 g）和异辛酸（529 g）加入反应容器中，然后向反应容器中加入上述步骤中制备的催化剂（10g），反应温度150 ℃，反应13 h，反应结束停止加热得到粗品。
（3）产品的后处理。
将反应液过滤，滤出催化剂经洗涤、干燥后回收使用。滤液用5%的NaOH溶液（100mL）洗涤4次。有机相再经水洗、饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，减压蒸馏的淡黄色油状液体。
实施例2。
（1）固体超强酸催化剂的制备。
取50g TiCl4溶于水中，然后用稀氨水水解呈碱性（PH=10），静置24 h后过滤，洗涤，得大量白色沉淀物。固体在110 ℃烘干后研磨成粉末。然后加入到0.5 M硫酸铈的浓硫酸溶液中，反应11 h后，过滤干燥，置于马福炉焙烧，即得超强酸催化剂SO4 2-/TiO2/Ce。
（2）季戊四醇四异辛酸酯的合成。
将季戊四醇（200 g）和异辛酸（1.19 g）加入反应容器中，然后向反应容器中加入上述步骤中制备的催化剂（15 g），反应温度120 ℃，反应11 h，反应结束停止加热得到粗品。
（3） 产品的后处理。
将反应液过滤，滤出催化剂经洗涤、干燥后回收使用。滤液用5%的NaOH溶液（100mL）洗涤4次。有机相再经水洗、饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，减压蒸馏的淡黄色油状液体。
对实施例1和实施例2所制备的季戊四醇四异辛酸酯进行实验室性能测试，测试结果如表1。
表1上述实施例中制备的季戊四醇四异辛酸酯质量指标。
结果显示，通过本发明合成路线合成的季戊四醇四异辛酸酯纯度较高达到99%以上，收率达到85%，能有效地降低工业成本，适合大规模工业化生产。合成的季戊四醇四异辛酸酯用于合成抗生素的成盐剂，高分子材料的交联剂，塑料制品的热稳定剂，聚合反应的催化剂，润滑油及燃料油的添加剂。在聚酯树脂系聚合过程中，促进钴皂催化，有效减少钴用量；还可以用于制染料、香料、防腐剂。

Claims (5)

1.一种季戊四醇四异辛酸酯的合成工艺，其特征在于，制备步骤包括：
固体超强酸催化剂的制备：
取TiCl4水溶液用稀氨水水解呈碱性（PH=9-11），静置24 h后过滤，洗涤，得大量白色沉淀物；固体在110-130 ℃烘干后研磨成粉末；然后加入到0.5 M硫酸铈的浓硫酸溶液中，反应8-14 h后，过滤干燥，置于马福炉焙烧，即得超强酸催化剂SO4 2-/TiO2/Ce；
季戊四醇四异辛酸酯的合成：
将季戊四醇和异辛酸加入反应容器中，然后向反应容器中加入上述步骤中制备的催化剂（5-20g），反应温度100-200 ℃，反应5-15 h，反应结束停止加热得到粗品；
产品的后处理：
将反应液过滤，滤出催化剂经过洗涤，干燥后回收使用；滤液用5%的NaOH溶液洗涤4次；有机相在用水洗、饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，减压蒸馏的淡黄色油状液体。
2.如权利要求1所述的季戊四醇四异辛酸酯的合成工艺，其特征在于，所述的季戊四醇和异辛酸投料的物质量比为1:4-1:6。
3.如权利要求2所述的季戊四醇四异辛酸酯的合成工艺，其特征在于，所述的季戊四醇和异辛酸投料的物质量比优选1:5。
4.如权利要求1所述的季戊四醇四异辛酸酯的合成工艺，其特征在于，所述的季戊四醇与催化剂SO4 2-/TiO2/Ce的质量比为1:0.1-1:0.5。
5.如权利要求4所述的季戊四醇四异辛酸酯的合成工艺，其特征在于，所述的季戊四醇与催化剂SO4 2-/TiO2/Ce的质量比优选1:0.2。
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