CN108047038A - 一种乙酸2-羟基-3-氯-丙酯化合物的制备方法 - Google Patents

一种乙酸2-羟基-3-氯-丙酯化合物的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种乙酸2‑羟基‑3‑氯‑丙酯的制备方法，该发明提供了由乙酸和环氧氯丙烷在相转移催化剂下反应生成。该物质制备是由乙酸与环氧氯丙烷在摩尔比1:1.02‑1.05，加入催化剂，反应温度是在105‑110℃控温3个小时，再在115‑125℃控温3个小时，然后在100‑105℃压力为‑0.04‑0.06MPa下抽真空2个小时，得到高纯度的乙酸2‑羟基‑3‑氯‑丙酯。其中所述催化剂是相转移催化剂，优选季铵盐但不限于：季铵盐中的双葵基二甲基溴化铵、苄基三乙基氯化铵，用量为此步总量的2‑3％。此法制备的乙酸2‑羟基‑3‑氯‑丙酯转化率高，选择性高，稳定性好，适合工业生产。

Description

一种乙酸2-羟基-3-氯-丙酯化合物的制备方法
技术领域
本发明涉及精细化工领域，特别涉及一种乙酸酯化合物的制备方法。
背景技术
乙酸2-羟基-3-氯-丙酯的化学式是：CH3COOCH2-CH(OH)CH2Cl。
乙酸2-羟基-3-氯-丙酯是一种具有特殊香气的无色油状液体，对于树脂等有良好的溶解性能，特别是一些难溶解的纤维素醚及聚氨酯树脂和热塑性丙烯酸树脂都可以用它来溶解，因此可用作涂料、油漆等的优良溶剂以及食品工业和化妆品的香料配料。
除了作为溶剂外，由于乙酸2-羟基-3-氯-丙酯是含有羟基的化合物，所以可以作为羟基化合物的功能化合物应用，因此可以用于酯化反应物、聚氨酯反应物以及聚氨酯化合物的增链剂。
乙酸2-羟基-3-氯-丙酯目前在全球还没有商业化的生产，目前没有任何文献报道，本发明首先合成出这种物质并且应用与相关涂料溶剂和合成领域。对于普通小分子乙酸酯类化合物传统合成方法是在无机酸或者其它酸性催化剂作用下，由醇和乙酸经过分子间脱水酯化而成。有关这方面的文献报道很多，应用催化剂(磺酸催化剂、强酸阳离子交换树脂催化剂、无机盐催化剂、固体超强酸催化剂、杂多酸催化剂、分子筛催化剂等)。这种工艺生产成本高、设备腐蚀严重、副反应多、产品分离困难、产生的废水会造成环境污染。
发明内容
为了开发一种低分子量的羟基化合物和溶解性极好的溶剂，本发明提供了一种乙酸酯化合物具有极好的溶解性。
本发明的技术方案为：一种乙酸2-羟基-3-氯-丙酯的制备方法，以乙酸和环氧氯丙烷为原料，加入抗氧剂，在相转移催化剂的催化下加热反应后净化提纯得到乙酸2-羟基-3-氯-丙酯。
乙酸与环氧氯丙烷的摩尔比1:1.02-1.05。
加热反应时分两步控温，初始反应温度为105-110℃，然后再在115-125℃反应至酸价小于5mg/gKOH后净化提纯。
所述相转移催化剂为季铵盐、聚乙二醇类化合物。
所述的相转移催化剂为聚乙二醇600、聚乙二醇800、十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三丁基溴化鏻、双葵基二甲基溴化铵、苄基三乙基氯化铵中的任意一种或几种。优选相转移催化剂为双葵基二甲基溴化铵、苄基三乙基氯化铵中的任意一种或两种。
所述的相转移催化剂用量为反应物总质量的2-3％。
所述的抗氧剂为酚类抗氧剂。
所述的抗氧剂为抗氧剂1010或抗氧剂264中的任意一种。
所述的净化提纯是在100-105℃在压力为-0.04-0.06MPa下抽真空处理。
有益效果：
本发明是利用乙酸在相转移催化剂作用下加入具有高选择性的催化反应，与环氧氯丙烷发生加成酯化反应，最后真空除去多余的环氧氯丙烷得到高纯度的乙酸2-羟基-3-氯-丙酯。本发明工艺简单，选料属于基本化学原材料，简单易得，合成方法没有副产物生成，反应产率高，生产成本低，产品分离容易。
本发明反应中采用两段式控温，使反应更充分，降低副反应发生率。
附图说明
图1为实施例1红外光谱图。
具体实施方式
本发明所使用的制剂只要是合格工业品不限于厂家，皆为市售常规产品。
通篇申请中，以下术语具有指定含义：
代号或术语 中文名称
AA 工业级乙酸，纯度大于98％，得自江苏佳和化工
ECH 环氧氯丙烷，纯度大于99.5％，得自山东齐鲁石化
BHT 2,6-二叔丁基-4-甲酚,得自德国洋樱集团
CA1 苄基三乙基氯化铵，工业级，得自无锡恒辉化学
CA2 双葵基二甲基溴化铵，工业级，得自无锡恒辉化学
CA3 十六烷基三甲基溴化铵，工业级，得自无锡恒辉化学
CA4 三乙胺，工业级，得自上海国药试剂
下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
一种乙酸2-羟基-3-氯-丙酯的制备方法，该方法以乙酸和环氧氯丙烷为原料，在相转移催化剂的催化下反应制备乙酸2-羟基-3-氯-丙酯，由乙酸与环氧氯丙烷在摩尔比1:1.02-1.05，加入催化剂，反应温度是在105-110℃控温3个小时，再在115-125℃控温3个小时酸价小于5mg/gKOH，然后在100-105℃在压力为-0.04-0.06MPa下抽真空2个小时，得到高纯度的乙酸2-羟基-3-氯-丙酯。其中所述催化剂是相转移催化剂，优选季铵盐但不限于：季铵盐中的双葵基二甲基溴化铵、苄基三乙基氯化铵，用量为此步总量的2-3％。
所述的反应温度分为两个过程控温，第一步控温为105-110℃控温3个小时，第二步控温是115-125℃控温3个小时。
所述的反应物质的量为乙酸与环氧氯丙烷在摩尔比1:1.02-1.05。其中催化剂用量为总量的2-3％。
所述的净化提纯处理是酸价小于5mg/gKOH，然后在100-105℃在压力为
-0.04-0.06MPa下抽真空2个小时。
所述的催化剂是相转移催化剂，优选季铵盐但不限于：季铵盐中的双葵基二甲基溴化铵、苄基三乙基氯化铵。对于环氧酯化可以选择的催化剂很多，比如三乙胺，三苯基膦，吡啶等碱性物质，但这些物质选择性不高，反应产物外观不好，不可选择。
可选的相转移催化剂比较多，比如：聚乙二醇600(PEG600)、聚乙二醇800(PEG800)、十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三丁基溴化鏻、双葵基二甲基溴化铵、苄基三乙基氯化铵等，但优选双葵基二甲基溴化铵、苄基三乙基氯化铵，其效果比较好。
其中抗氧剂主要是酚类抗氧剂，主要是选用BHT(抗氧剂264也就是2,6-二叔丁基
-4-甲酚)、抗氧剂1010，用量一般是0.1-0.5％，优选BHT。
实施例1合成乙酸2-羟基-3-氯-丙酯
表1，合成配方表
将以1，2，3，4组分加入烧瓶中，加热控温在105-110℃反应3个小时后，升温后控温在115-125℃反应4个小时后检测酸价小于5mg/gKOH，然后在100-105℃在压力为-0.04-0.06MPa下抽真空2个小时，得到目标产物乙酸2-羟基-3-氯-丙酯。
产物指标：无色液体，粘度----15cps/25℃，折光率---1.4582(23℃)。
产物的红外光谱见图1。
实施例2合成乙酸2-羟基-3-氯-丙酯
表2，合成配方表
将以1，2，3，4组分加入烧瓶中，加热控温在105-110℃反应3个小时后，升温后控温在115-125℃反应4个小时后检测酸价小于5mg/gKOH，然后在100-105℃在压力为-0.04-0.06MPa下抽真空2个小时，得到目标产物乙酸2-羟基-3-氯-丙酯。
产物指标：无色液体，粘度----15cps/25℃，折光率---1.4582(23℃)。
实施例3合成乙酸2-羟基-3-氯-丙酯
表3，合成配方表
将以1，2，3，4组分加入烧瓶中，加热控温在105-110℃反应3个小时后，升温后控温在115-125℃反应4个小时后检测酸价小于5mg/gKOH，然后在100-105℃在压力为-0.04-0.06MPa下抽真空2个小时，得到目标产物乙酸2-羟基-3-氯-丙酯。
产物指标：无色液体，粘度----14.8cps/25℃，折光率---1.4582(23℃)。
实施例4合成乙酸2-羟基-3-氯-丙酯
表4，合成配方表
将以1，2，3，4组分加入烧瓶中，加热控温在105-110℃反应3个小时后，升温后控温在115-125℃反应4个小时后检测酸价小于5mg/gKOH，然后在100-105℃在压力为-0.04-0.06MPa下抽真空2个小时，得到目标产物乙酸2-羟基-3-氯-丙酯。
产物指标：无色液体，粘度----14.5cps/25℃，折光率---1.4582(23℃)。
实施例5合成乙酸2-羟基-3-氯-丙酯
表2，合成配方表
将以1，2，3，4组分加入烧瓶中，加热控温在105-110℃反应3个小时后，升温后控温在115-125℃反应4个小时后检测酸价小于5mg/gKOH，然后在100-105℃在压力为-0.04-0.06MPa下抽真空2个小时，得到目标产物乙酸2-羟基-3-氯-丙酯。
产物指标：无色液体，粘度----15cps/25℃，折光率---1.4582(23℃)。
实施例6合成乙酸2-羟基-3-氯-丙酯
表6，合成配方表
将以1，2，3，4组分加入烧瓶中，加热控温在105-110℃反应3个小时后，升温后控温在115-125℃反应4个小时后检测酸价小于5mg/gKOH，然后在100-105℃在压力为-0.04-0.06MPa下抽真空2个小时，得到目标产物乙酸2-羟基-3-氯-丙酯。
产物指标：无色液体，粘度----16cps/25℃，折光率---1.4582(23℃)。
实施例7合成乙酸2-羟基-3-氯-丙酯
表7，合成配方表
将以1，2，3，4组分加入烧瓶中，加热控温在105-110℃反应3个小时后，升温后控温在115-125℃反应4个小时后检测酸价小于5mg/gKOH，然后在100-105℃在压力为-0.04-0.06MPa下抽真空2个小时，得到目标产物乙酸2-羟基-3-氯-丙酯。
产物指标：无色液体，粘度----15cps/25℃，折光率---1.4582(23℃)。
实施例8合成乙酸2-羟基-3-氯-丙酯
表8，合成配方表
将以1，2，3，4组分加入烧瓶中，加热控温在105-110℃反应3个小时后，升温后控温在115-125℃反应4个小时后检测酸价小于5mg/gKOH，然后在100-105℃在压力为-0.04-0.06MPa下抽真空2个小时，得到目标产物乙酸2-羟基-3-氯-丙酯。
产物指标：微黄色液体，粘度----18cps/25℃，折光率---1.4595(23℃)
综合上面7个实验的结果，产物指标如下表8：
表8，产物指标对比
实施例 外观 粘度cps/25℃ 折光率23℃
实施例1 无色透明 15 1.4582
实施例2 无色透明 15 1.4582
实施例3 无色透明 14.8 1.4582
实施例4 无色透明 14.5 1.4582
实施例5 无色透明 15 1.4582
实施例6 无色透明 16 1.4582
实施例7 无色透明 15 1.4582
实施例8 微黄透明 18 1.4595
综合对比上表，使用相转移催化剂合成的指标稳定，外观无色透明，粘度底，折光率低，特别优异的是双葵基二甲基溴化铵、苄基三乙基氯化铵效果比较好。当选用三乙胺时，外观变黄，粘折光率都变大，纯度也相对降低。说明相转移催化剂的选择性高，是有特殊功效的。

Claims (9)

1.一种乙酸2-羟基-3-氯-丙酯的制备方法，其特征在于，以乙酸和环氧氯丙烷为原料，加入抗氧剂，在相转移催化剂的催化下加热反应后净化提纯得到乙酸2-羟基-3-氯-丙酯。
2.根据权利要求 1 所述的乙酸2-羟基-3-氯-丙酯的制备方法，其特征在于，乙酸与环氧氯丙烷的摩尔比1:1.02-1.05。
3.根据权利要求 1 所述的乙酸2-羟基-3-氯-丙酯的制备方法，其特征在于，加热反应时分两步控温，初始反应温度为105-110°C，然后再在115-125°C反应至酸价小于5mg/gKOH后净化提纯。
4.根据权利要求 1 所述的乙酸2-羟基-3-氯-丙酯的制备方法，其特征在于，所述相转移催化剂为季铵盐、聚乙二醇类化合物。
5.根据权利要求 1 所述的乙酸2-羟基-3-氯-丙酯的制备方法，其特征在于，所述的相转移催化剂为聚乙二醇600、聚乙二醇800、十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三丁基溴化鏻、双葵基二甲基溴化铵、苄基三乙基氯化铵中的任意一种或几种。
6.根据权利要求 1 所述的乙酸2-羟基-3-氯-丙酯的制备方法，其特征在于，所述的相转移催化剂用量为反应物总质量的2-3%。
7.根据权利要求 1 所述的乙酸2-羟基-3-氯-丙酯的制备方法，其特征在于，所述的抗氧剂为酚类抗氧剂。
8.根据权利要求 1 所述的乙酸2-羟基-3-氯-丙酯的制备方法，其特征在于，所述的抗氧剂为抗氧剂1010或抗氧剂264中的任意一种。
9.根据权利要求 1 所述的乙酸2-羟基-3-氯-丙酯的制备方法，其特征在于，所述的净化提纯是在100-105°C在压力为-0.04-0.06MPa下抽真空处理。
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