CN109608332A - 利用微波-微反应器催化连续合成丙烯酸十四酯的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用微波‑微反应器催化连续合成丙烯酸十四酯的方法，该方法包括：一、将十四醇加热融化为液体；二、将对苯二酚和对甲苯磺酸加入到十四醇液体中后震荡搅拌得混合液；三、将丙烯酸和对二甲苯加入到混合液中搅匀得原料混液；四、开启微波‑微反应器设备，然后将原料混液输送至毛细管中进行酯化反应得到产物；五、将产物经减压蒸馏除去对二甲苯，得到的粗产物依次经水洗、中和、及干燥得到丙烯酸十四酯。本发明通过微波协同加热使合成丙烯酸十四酯的原料混液产生涡流效应，提高了传热传质性能，从而有效地精确控制反应温度，提高了酯化反应的选择性，降低了后处理工序的难度，提高了产品丙烯酸十四酯的纯度，实现了连续化生产。
Description
技术领域
本发明属于化学有机合成技术领域，具体涉及一种利用微波-微反应器催化连续合成丙烯酸十四酯的方法。
背景技术
丙烯酸和高碳烷基酯在特定条件下反应合成丙烯酸高碳烷基酯是丙烯酸工业中非常重要的一类化学工业反应，利用丙烯酸和十四醇合成丙烯酸十四酯是其中的重要一种。丙烯酸十四酯作为丙烯酸工业应用领域中优良的功能性高分子单体之一，在精细化工领域有着广泛的应用：a)作为改性单体对涂料、胶粘剂、纸张涂蚀剂、悬浮分散剂、建筑用密封胶等进行改性使其具备较低的收缩性和较高的柔韧性；b)与马来酸酐、α-烯烃等单体反应所得共聚物用作优良的油品降凝剂，增强油品的低温流动性能，并使其凝点和粘度得到显著降低；c)与丙烯酸、甲基丙烯酸等单体交联共聚生成两亲聚合物，在功能性凝胶材料、智能型高分子材料、医用相容性材料以及分离材料等领域有着独特的作用。目前制备丙烯酸十四酯最常用简便的方法是直接酯化法，长期以来，酯类合成一直沿用浓硫酸作为催化剂，存在问题表现在：收率低；控温不准确，容易产生“飞温”现象，生产过程不安全、周期长且不连续，操作麻烦；副反应多，后处理困难，硫酸严重腐蚀设备。因此如何安全环保又经济高效地合成丙烯酸十四酯一直是业内人士关注的焦点。
自20世纪90年代“微化工过程”的概念提出以来，作为化工过程强化技术之一，微化工技术迅速成为了当前化学工程学科前沿和热点方向。微反应器是微化工技术的核心部件，其内部通道特征尺度在微尺度范围内，远小于传统反应器的特征尺寸，这一特性决定了微反应器具有相当大的比表面积，强化传热与传质性能，显著提高反应的转化率和选择性，促进流体在反应器内更加均匀快速混合同时保证操作安全性。目前微化工技术依靠其独特的优势成为实现化工过程安全、清洁、高效、节能和可持续等绿色生产的重要手段，它的开发与应用对整个化学化工领域意义重大。
近年来，微波加热技术以其加热速度快、选择性加热、加热均匀、热效率高、易于控制及安全清洁等优势在化学有机合成领域发挥着越来越重要的作用。微波加热不同于常规加热方式，它是一种由介质损耗引起的无温度梯度的“体加热”，微波辐射下物质内外同时被加热，可克服物料的“冷中心”现象，热量不断从物料内部累积并向外传递，物体中心温度会高于表面温度，传质和传热方向相同，均从里向外传递，挥发分穿过低温区，可减少不期望的副反应发生，同时微波对有机催化合成反应起着诱导激发作用，对如何进一步提高反应物转化率及选择性有重要的借鉴价值。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供了一种利用微波-微反应器催化连续合成丙烯酸十四酯的方法。该方法利用微波-微反应器协同强化催化连续合成丙烯酸十四酯，通过微波协同加热使原料混液产生涡流效应，提高了传热传质性能，从而有效地精确控制反应温度，提高了酯化反应的选择性，降低了后处理工序的难度，提高了产品丙烯酸十四酯的纯度，反应速度快，反应条件易控，实现了连续化生产。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：利用微波-微反应器催化连续合成丙烯酸十四酯的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、将十四醇置于水浴条件下加热融化为液体，然后转入原料混液烧杯中；所述水浴条件的温度为60℃～70℃；
步骤二、将对苯二酚和对甲苯磺酸加入到步骤一中的盛有十四醇液体的原料混液烧杯中，然后将原料混液烧杯置于超声波震荡器进行震荡搅拌，使固体颗粒完全溶解，得到混合液；
步骤三、将丙烯酸和对二甲苯加入到步骤二中得到的混合液中，然后搅拌均匀，得到原料混液；
步骤四、开启微波-微反应器设备，设置微波炉装置的微波功率，然后通过溶剂输送泵将步骤三中的原料混液输送至毛细管中进行反应，反应得到的产物经管道流入反应产物烧杯中；
步骤五、将步骤四中得到的产物进行减压蒸馏除去对二甲苯，得到的粗产物依次进行一次水洗、碳酸钠溶液中和、及二次水洗处理至中性，再经干燥得到丙烯酸十四酯。
本发明将原料丙烯酸、十四醇与阻聚剂对苯二酚、催化剂对甲苯磺酸、携水剂对二甲苯混合均匀后得到原料混液，送入微波-微反应器设备中，在微波条件下进行微反应合成得到丙烯酸十四酯，在微反应过程中，由于微波-微反应器中微通道毛细管的特征尺寸较小，比表面积较大，微通道毛细管中的原料混液处于层流状态且受表面张力作用显著，局部易堵塞结垢，因此同时采用微波对原料混液进行加热，由于微波具有穿透性好、能量密度高、安全可靠、不断变化的电磁场，微波在毛细管的内壁上产生多次短距离反射，使原料混液产生涡流效应，从而强化了微波场，提高了传热传质性能，避免了局部堵塞结垢现象，原料混液在毛细管内均匀快速混合后在微波辐射作用下内外同时被加热进行反应，并与微通道毛细管壁面进行高效的热交换，从而有效地精确控制反应温度，使反应物在微波-微反应器中的温度分布集中于理想的反应温度附近，可有效避免反应物局部过热、传热不均匀等热效应问题，避免了副反应的发生，有利于目标产物丙烯酸十四酯的合成，提高了酯化反应的选择性，降低了后处理工序的难度，提高了产品丙烯酸十四酯的纯度，反应得到的产物经管道转移至反应产物烧杯中，同时原料混液通过溶剂输送泵继续进入毛细管中在微波条件下进行反应，从而实现了连续化生产；此外，微波辐射加热作用于原料混液，原料混液吸收电磁波能量从而产生微波热效应与非热效应，使原料混液的分子运动加剧并使催化剂迅速产生活性位点，从而促进了催化剂催化原料混液中的反应物发生酯化反应，提高了反应转化速率。
上述的利用微波-微反应器催化连续合成丙烯酸十四酯的方法，其特征在于，步骤二中所述震荡搅拌的温度为30℃～35℃，时间为2min～4min。上述震荡搅拌的温度和时间促进了原料固体颗粒完全溶解并混合均匀，有利于后续反应的进行。
上述的利用微波-微反应器催化连续合成丙烯酸十四酯的方法，其特征在于，步骤三中所述原料混液中十四醇和丙烯酸的总质量、对苯二酚的质量与对甲苯磺酸的质量比为1:0.006:0.008。上述原料混液中十四醇和丙烯酸为原料，对苯二酚为阻聚剂，对甲苯磺酸为催化剂，在原料、阻聚剂与催化剂的质量比优选为1:0.006:0.008的条件下，原料间聚合的几率较小，且目标产物丙烯酸十四酯的收率较高，避免了阻聚剂与催化剂加入过多对反应不利，且造成资源的浪费。
上述的利用微波-微反应器催化连续合成丙烯酸十四酯的方法，其特征在于，步骤三中所述原料混液中十四醇与丙烯酸的摩尔比为1：(1.2～1.3)。十四醇与丙烯酸发生酯化反应，两者的理论摩尔比是1:1，而将原料混液中十四醇与丙烯酸的摩尔比限制在上述范围内，一方面通过增加丙烯酸的用量，使酯化反应平衡向右移动，有利于提高丙烯酸十四酯的收率，另一方面避免了丙烯酸的用量过多造成原料的浪费，且过量的丙烯酸容易发生聚合不利于酯化反应的进行；另外，由于十四醇在温度降低时容易凝固堵塞微波-微反应器中的小孔径管道，给后续实验造成不便，因此控制十四醇的量可有效避免管道堵塞情况。
上述的利用微波-微反应器催化连续合成丙烯酸十四酯的方法，其特征在于，步骤三中所述原料混液中十四醇与对二甲苯的质量比为1：(0.9～1.0)。本发明原料混液的十四醇与丙烯酸酯化反应体系中对二甲苯起到溶剂的作用，可溶解十四醇并与之形成稳定体系，上述范围的十四醇与对二甲苯的质量比范围既保证了十四醇的溶解并参与酯化反应，避免了十四醇因温度变低而析出，同时避免了对二甲苯加入量过多而造成的后续丙烯酸十四酯的分离纯化困难。
上述的利用微波-微反应器催化连续合成丙烯酸十四酯的方法，其特征在于，步骤三所述搅拌的时间为2min～4min。通过上述时间的搅拌，促进了丙烯酸、对二甲苯与混合液的混合均匀，有利于形成均匀且稳定的酯化反应体系。
上述的利用微波-微反应器催化连续合成丙烯酸十四酯的方法，其特征在于，步骤四中所述微波炉装置的微波功率为400W。上述优选微波功率既可以满足酯化反应达到所需的反应温度，有利于酯化反应的顺利进行，提高了丙烯酸十四酯的收率，同时减少了微波功率能耗，节能降耗。
上述的利用微波-微反应器催化连续合成丙烯酸十四酯的方法，其特征在于，步骤四中所述溶剂输送泵对原料混液的输送速率为8mL/min～10mL/min。本发明利用微波-微反应器能够显著加快酯化反应的速率，缩短酯化反应达到平衡的时间，因此上述原料混液的输送速率保证了原料混液中的物料在微波-微反应器中的停留足够时间，充分进行酯化反应，从而增加了单位时间内丙烯酸十四酯的产量。
上述的利用微波-微反应器催化连续合成丙烯酸十四酯的方法，其特征在于，步骤四中所述毛细管的材质为石英。采用耐腐蚀能力强的石英作为微反应进行的场所毛细管的材质，与原料混液直接接触，避免了原料中酸性较强的丙烯酸对毛细管的腐蚀，使毛细管能够使用于除氢氟酸外绝大多数不同工况下的化学反应过程。
上述的利用微波-微反应器催化连续合成丙烯酸十四酯的方法，其特征在于，所述毛细管的有效长度为3m，所述毛细管的孔径为0.5mm。上述长度的毛细管进一步保证了原料混液中的物料在微波-微反应器中停留足够的时间并进行充分反应，提高了丙烯酸十四酯的产率；而孔径为0.5mm的毛细管在市场上较为常见，方便易得。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明利用微波-微反应器协同强化催化连续合成丙烯酸十四酯，通过微波协同加热使原料混液产生涡流效应，提高了传热传质性能，解决了微反应器中原料混液受表面张力作用显著，局部易堵塞结垢的问题，从而有效地精确控制反应温度，避免反应物局部过热、传热不均匀等热效应问题以及副反应的发生，提高了酯化反应的选择性，降低了后处理工序的难度，提高了产品丙烯酸十四酯的纯度，反应速度快，反应条件易控，实现了连续化生产，提高了合成丙烯酸十四酯的酯化反应速率和原料转化率，同时具有较高的操作安全性。
2、本发明利用微波-微反应器协同强化催化连续合成丙烯酸十四酯，提高了反应温度的均匀性，避免了原料混液中温度不均导致的副反应的产生，降低了后处理的难度和能耗，从而进一步节约了合成成本。
3、本发明采用耐腐蚀能力强的石英作为微反应进行的场所毛细管的材质，避免了原料中酸性较强的丙烯酸对毛细管的腐蚀，使毛细管能够使用于除氢氟酸外绝大多数不同工况下的化学反应过程，扩大了本发明合成方法的使用范围。
4、本发明的微波-微反应器协同强化催化连续合成方法的工艺简单，易于直接工业放大，借助微反应器实现微波场和化学反应温度的有效调控并解决微波加热应用于化学反应过程的放大难题，实现协调强化的目的，可通过更换反应原料适用于其他丙烯酸高碳烷基酯如丙烯酸十二酯、丙烯酸十四酯、丙烯酸十六酯和丙烯酸十八酯等的合成，具有巨大的推广价值。
下面通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的详细描述。
附图说明
图1是本发明采用的微波-微反应器设备的结构示意图。
图2是本发明实施例1合成的丙烯酸十四酯的红外光谱图。
图3是本发明实施例1合成的丙烯酸十四酯的核磁共振氢谱图。
图4是本发明实施例1合成的丙烯酸十四酯的核磁共振碳谱图。
附图标记说明:
1—原料混液烧杯； 2—溶剂输送泵； 3—微波炉装置；
4—线槽绕柱； 5—固定板； 6—毛细管；
7—反应产物烧杯； 8—温度测试仪。
具体实施方式
如图1所示，本发明采用的微波-微反应器设备包括微波炉装置3，所述微波炉装置3中设置有线槽绕柱4，所述线槽绕柱4固定连接在微波炉装置3上表面的固定板5上，所述线槽绕柱4上缠绕有毛细管6，所述毛细管6的入口通过溶剂输送泵2与原料混液烧杯1相连，所述毛细管6的出口通过管道与反应产物烧杯7相连，所述线槽绕柱4上设置有温度测试仪8。
实施例1
本实施例的方法包括以下步骤：
步骤一、将50g十四醇置于水浴条件下加热融化为液体，然后转入原料混液烧杯1中；所述十四醇为市售分析纯试剂；所述水浴条件的温度为70℃；
步骤二、将0.421g对苯二酚和0.561g对甲苯磺酸加入到步骤一中的盛有十四醇液体的原料混液烧杯1中，然后将原料混液烧杯1置于超声波震荡器进行震荡搅拌，使固体颗粒完全溶解，得到混合液；所述震荡搅拌的温度为35℃，时间为4min；
步骤三、将20.17g丙烯酸和45g对二甲苯加入到步骤二中得到的混合液中，然后搅拌均匀，得到原料混液；所述搅拌的时间为4min；
步骤四、开启微波-微反应器设备，设置微波炉装置3的微波功率为400W，然后通过溶剂输送泵2以8mL/min的输送速率将步骤三中的原料混液输送至毛细管6中进行反应，反应得到的产物经管道流入反应产物烧杯7中；所述毛细管6的材质为石英；
步骤五、将步骤四中得到的产物进行减压蒸馏除去对二甲苯，得到的粗产物依次进行一次水洗、碳酸钠溶液中和、及二次水洗处理至中性，再经干燥得到丙烯酸十四酯。
经高效液相色谱分析可知，本实施例十四醇的转化率为98％。
图2是本实施例合成的丙烯酸十四酯的红外光谱图，从图2可以看出，在3200～3600cm-1处无明显特征峰，表明本实施例合成的丙烯酸十四酯中已没有羟基；在1725cm-1处的特征峰属于α、β不饱和酯的C＝O键的伸缩振动吸收峰，在1182cm-1附近的中强峰属于C-O-C键的吸收峰，在1634cm-1附近的弱峰属于C＝C键的伸缩振动吸收峰，在981cm-1和808cm-1附近的峰属于C＝C-H碳碳双键烯烃的强吸收峰，在719cm-1处的峰属于-(CH2)n-链中的-C-键的伸缩振动吸收峰，在3030cm-1附近的中强峰属于CH2＝CH-COOR的烯烃的伸缩振动吸收峰，说明本实施例的丙烯酸和十四醇发生了酯化反应。
图3是本实施例合成的丙烯酸十四酯的核磁共振氢谱图，图4是本实施例合成的丙烯酸十四酯的核磁共振碳谱图，从图3可以看出，H的化学位移d(H3)＝6.1、d(H1)＝5.81、d(H2)＝6.29、d(H4,5)＝4.2、d(H6,7)＝1.67，与丙烯酸十四酯的标准谱图基本一致；从图4可以看出，δ＝166.34处的信号归属于羧基碳的化学位移，δ＝130.40处的信号归属于双键上含两个氢的碳的化学位移，δ＝128.64的信号峰归属于双键上含一个氢的碳的化学位移，δ＝64.71处的信号归属于与羧基相邻的碳的化学位移，δ＝14.1归属于甲基碳的化学位移，δ＝29.24附近的信号峰归属于—(CH2)n—链的碳的化学位移，表明本实施例的合成产物为丙烯酸十四酯。
实施例2
本实施例的方法包括以下步骤：
步骤一、将50g十四醇置于水浴条件下加热融化为液体，然后转入原料混液烧杯1中；所述十四醇为市售分析纯试剂；所述水浴条件的温度为70℃；
步骤二、将0.431g对苯二酚和0.575g对甲苯磺酸加入到步骤一中的盛有十四醇液体的原料混液烧杯1中，然后将原料混液烧杯1置于超声波震荡器进行震荡搅拌，使固体颗粒完全溶解，得到混合液；所述震荡搅拌的温度为35℃，时间为4min；
步骤三、将21.85g丙烯酸和45g对二甲苯加入到步骤二中得到的混合液中，然后搅拌均匀，得到原料混液；所述搅拌的时间为4min；
步骤四、开启微波-微反应器设备，设置微波炉装置3的微波功率为400W，然后通过溶剂输送泵2以8mL/min的输送速率将步骤三中的原料混液输送至毛细管6中进行反应，反应得到的产物经管道流入反应产物烧杯7中；所述毛细管6的材质为石英，毛细管6的有效长度为3m，孔径为0.5mm；
步骤五、将步骤四中得到的产物进行减压蒸馏除去对二甲苯，得到的粗产物依次进行一次水洗、碳酸钠溶液中和、及二次水洗处理至中性，再经干燥得到丙烯酸十四酯。
经高效液相色谱分析可知，本实施例十四醇的转化率为97.8％。
实施例3
本实施例的方法包括以下步骤：
步骤一、将50g十四醇置于水浴条件下加热融化为液体，然后转入原料混液烧杯1中；所述十四醇为市售分析纯试剂；所述水浴条件的温度为70℃；
步骤二、将0.426g对苯二酚和0.568g对甲苯磺酸加入到步骤一中的盛有十四醇液体的原料混液烧杯1中，然后将原料混液烧杯1置于超声波震荡器进行震荡搅拌，使固体颗粒完全溶解，得到混合液；所述震荡搅拌的温度为35℃，时间为4min；
步骤三、将21.01g丙烯酸和45g对二甲苯加入到步骤二中得到的混合液中，然后搅拌均匀，得到原料混液；所述搅拌的时间为4min；
步骤四、开启微波-微反应器设备，设置微波炉装置3的微波功率为400W，然后通过溶剂输送泵2以8mL/min的输送速率将步骤三中的原料混液输送至毛细管6中进行反应，反应得到的产物经管道流入反应产物烧杯7中；所述毛细管6的材质为石英，毛细管6的有效长度为3m，孔径为0.5mm；
步骤五、将步骤四中得到的产物进行减压蒸馏除去对二甲苯，得到的粗产物依次进行一次水洗、碳酸钠溶液中和、及二次水洗处理至中性，再经干燥得到丙烯酸十四酯。
经高效液相色谱分析可知，本实施例十四醇的转化率为97.6％。
实施例4
本实施例的方法包括以下步骤：
步骤一、将50g十四醇置于水浴条件下加热融化为液体，然后转入原料混液烧杯1中；所述十四醇为市售分析纯试剂；所述水浴条件的温度为70℃；
步骤二、将0.421g对苯二酚和0.561g对甲苯磺酸加入到步骤一中的盛有十四醇液体的原料混液烧杯1中，然后将原料混液烧杯1置于超声波震荡器进行震荡搅拌，使固体颗粒完全溶解，得到混合液；所述震荡搅拌的温度为35℃，时间为4min；
步骤三、将20.17g丙烯酸和50g对二甲苯加入到步骤二中得到的混合液中，然后搅拌均匀，得到原料混液；所述搅拌的时间为4min；
步骤四、开启微波-微反应器设备，设置微波炉装置3的微波功率为400W，然后通过溶剂输送泵2以8mL/min的输送速率将步骤三中的原料混液输送至毛细管6中进行反应，反应得到的产物经管道流入反应产物烧杯7中；所述毛细管6的材质为石英，毛细管6的有效长度为3m，孔径为0.5mm；
步骤五、将步骤四中得到的产物进行减压蒸馏除去对二甲苯，得到的粗产物依次进行一次水洗、碳酸钠溶液中和、及二次水洗处理至中性，再经干燥得到丙烯酸十四酯。
经高效液相色谱分析可知，本实施例十四醇的转化率为98.2％。
实施例5
本实施例的方法包括以下步骤：
步骤一、将50g十四醇置于水浴条件下加热融化为液体，然后转入原料混液烧杯1中；所述十四醇为市售分析纯试剂；所述水浴条件的温度为70℃；
步骤二、将0.421g对苯二酚和0.561g对甲苯磺酸加入到步骤一中的盛有十四醇液体的原料混液烧杯1中，然后将原料混液烧杯1置于超声波震荡器进行震荡搅拌，使固体颗粒完全溶解，得到混合液；所述震荡搅拌的温度为35℃，时间为4min；
步骤三、将20.17g丙烯酸和47.5g对二甲苯加入到步骤二中得到的混合液中，然后搅拌均匀，得到原料混液；所述搅拌的时间为4min；
步骤四、开启微波-微反应器设备，设置微波炉装置3的微波功率为400W，然后通过溶剂输送泵2以8mL/min的输送速率将步骤三中的原料混液输送至毛细管6中进行反应，反应得到的产物经管道流入反应产物烧杯7中；所述毛细管6的材质为石英，毛细管6的有效长度为3m，孔径为0.5mm；
步骤五、将步骤四中得到的产物进行减压蒸馏除去对二甲苯，得到的粗产物依次进行一次水洗、碳酸钠溶液中和、及二次水洗处理至中性，再经干燥得到丙烯酸十四酯。
经高效液相色谱分析可知，本实施例十四醇的转化率为97.8％。
实施例6
本实施例的方法包括以下步骤：
步骤一、将50g十四醇置于水浴条件下加热融化为液体，然后转入原料混液烧杯1中；所述十四醇为市售分析纯试剂；所述水浴条件的温度为70℃；
步骤二、将0.421g对苯二酚和0.561g对甲苯磺酸加入到步骤一中的盛有十四醇液体的原料混液烧杯1中，然后将原料混液烧杯1置于超声波震荡器进行震荡搅拌，使固体颗粒完全溶解，得到混合液；所述震荡搅拌的温度为35℃，时间为4min；
步骤三、将20.17g丙烯酸和45g对二甲苯加入到步骤二中得到的混合液中，然后搅拌均匀，得到原料混液；所述搅拌的时间为4min；
步骤四、开启微波-微反应器设备，设置微波炉装置3的微波功率为400W，然后通过溶剂输送泵2以10mL/min的输送速率将步骤三中的原料混液输送至毛细管6中进行反应，反应得到的产物经管道流入反应产物烧杯7中；所述毛细管6的材质为石英，毛细管6的有效长度为3m，孔径为0.5mm；
步骤五、将步骤四中得到的产物进行减压蒸馏除去对二甲苯，得到的粗产物依次进行一次水洗、碳酸钠溶液中和、及二次水洗处理至中性，再经干燥得到丙烯酸十四酯。
经高效液相色谱分析可知，本实施例十四醇的转化率为97.7％。
实施例7
本实施例的方法包括以下步骤：
步骤一、将50g十四醇置于水浴条件下加热融化为液体，然后转入原料混液烧杯1中；所述十四醇为市售分析纯试剂；所述水浴条件的温度为70℃；
步骤二、将0.421g对苯二酚和0.561g对甲苯磺酸加入到步骤一中的盛有十四醇液体的原料混液烧杯1中，然后将原料混液烧杯1置于超声波震荡器进行震荡搅拌，使固体颗粒完全溶解，得到混合液；所述震荡搅拌的温度为35℃，时间为4min；
步骤三、将20.17g丙烯酸和45g对二甲苯加入到步骤二中得到的混合液中，然后搅拌均匀，得到原料混液；所述搅拌的时间为4min；
步骤四、开启微波-微反应器设备，设置微波炉装置3的微波功率为400W，然后通过溶剂输送泵2以9mL/min的输送速率将步骤三中的原料混液输送至毛细管6中进行反应，反应得到的产物经管道流入反应产物烧杯7中；所述毛细管6的材质为石英，毛细管6的有效长度为3m，孔径为0.5mm；
步骤五、将步骤四中得到的产物进行减压蒸馏除去对二甲苯，得到的粗产物依次进行一次水洗、碳酸钠溶液中和、及二次水洗处理至中性，再经干燥得到丙烯酸十四酯。
经高效液相色谱分析可知，本实施例十四醇的转化率为97.5％。
实施例8
本实施例的方法包括以下步骤：
步骤一、将50g十四醇置于水浴条件下加热融化为液体，然后转入原料混液烧杯1中；所述十四醇为市售分析纯试剂；所述水浴条件的温度为70℃；
步骤二、将0.421g对苯二酚和0.561g对甲苯磺酸加入到步骤一中的盛有十四醇液体的原料混液烧杯1中，然后将原料混液烧杯1置于超声波震荡器进行震荡搅拌，使固体颗粒完全溶解，得到混合液；所述震荡搅拌的温度为35℃，时间为4min；
步骤三、将20.17g丙烯酸和45g对二甲苯加入到步骤二中得到的混合液中，然后搅拌均匀，得到原料混液；所述搅拌的时间为4min；
步骤四、开启微波-微反应器设备，设置微波炉装置3的微波功率为400W，然后通过溶剂输送泵2以8mL/min的输送速率将步骤三中的原料混液输送至毛细管6中进行反应，反应得到的产物经管道流入反应产物烧杯7中；所述毛细管6的材质为石英，毛细管6的有效长度为2m，孔径为0.6mm；
步骤五、将步骤四中得到的产物进行减压蒸馏除去对二甲苯，得到的粗产物依次进行一次水洗、碳酸钠溶液中和、及二次水洗处理至中性，再经干燥得到丙烯酸十四酯。
经高效液相色谱分析可知，本实施例十四醇的转化率为93％。
实施例9
本实施例的方法包括以下步骤：
步骤一、将50g十四醇置于水浴条件下加热融化为液体，然后转入原料混液烧杯1中；所述十四醇为市售分析纯试剂；所述水浴条件的温度为60℃；
步骤二、将0.421g对苯二酚和0.561g对甲苯磺酸加入到步骤一中的盛有十四醇液体的原料混液烧杯1中，然后将原料混液烧杯1置于超声波震荡器进行震荡搅拌，使固体颗粒完全溶解，得到混合液；所述震荡搅拌的温度为30℃，时间为2min；
步骤三、将20.17g丙烯酸和50g对二甲苯加入到步骤二中得到的混合液中，然后搅拌均匀，得到原料混液；所述搅拌的时间为2min；
步骤四、开启微波-微反应器设备，设置微波炉装置3的微波功率为400W，然后通过溶剂输送泵2以8mL/min的输送速率将步骤三中的原料混液输送至毛细管6中进行反应，反应得到的产物经管道流入反应产物烧杯7中；所述毛细管6的材质为石英，毛细管6的有效长度为3m，孔径为0.5mm；
步骤五、将步骤四中得到的产物进行减压蒸馏除去对二甲苯，得到的粗产物依次进行一次水洗、碳酸钠溶液中和、及二次水洗处理至中性，再经干燥得到丙烯酸十四酯。
经高效液相色谱分析可知，本实施例十四醇的转化率为96.5％。
实施例10
本实施例的方法包括以下步骤：
步骤一、将50g十四醇置于水浴条件下加热融化为液体，然后转入原料混液烧杯1中；所述十四醇为市售分析纯试剂；所述水浴条件的温度为65℃；
步骤二、将0.421g对苯二酚和0.561g对甲苯磺酸加入到步骤一中的盛有十四醇液体的原料混液烧杯1中，然后将原料混液烧杯1置于超声波震荡器进行震荡搅拌，使固体颗粒完全溶解，得到混合液；所述震荡搅拌的温度为33℃，时间为3min；
步骤三、将20.17g丙烯酸和50g对二甲苯加入到步骤二中得到的混合液中，然后搅拌均匀，得到原料混液；所述搅拌的时间为3min；
步骤四、开启微波-微反应器设备，设置微波炉装置3的微波功率为400W，然后通过溶剂输送泵2以8mL/min的输送速率将步骤三中的原料混液输送至毛细管6中进行反应，反应得到的产物经管道流入反应产物烧杯7中；所述毛细管6的材质为石英，毛细管6的有效长度为3m，孔径为0.5mm；
步骤五、将步骤四中得到的产物进行减压蒸馏除去对二甲苯，得到的粗产物依次进行一次水洗、碳酸钠溶液中和、及二次水洗处理至中性，再经干燥得到丙烯酸十四酯。
经高效液相色谱分析可知，本实施例十四醇的转化率为96.2％。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (10)
1.利用微波-微反应器催化连续合成丙烯酸十四酯的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、将十四醇置于水浴条件下加热融化为液体，然后转入原料混液烧杯(1)中；所述水浴条件的温度为60℃～70℃；
步骤二、将对苯二酚和对甲苯磺酸加入到步骤一中的盛有十四醇液体的原料混液烧杯(1)中，然后将原料混液烧杯(1)置于超声波震荡器进行震荡搅拌，使固体颗粒完全溶解，得到混合液；
步骤三、将丙烯酸和对二甲苯加入到步骤二中得到的混合液中，然后搅拌均匀，得到原料混液；
步骤四、开启微波-微反应器设备，设置微波炉装置(3)的微波功率，然后通过溶剂输送泵(2)将步骤三中的原料混液输送至毛细管(6)中进行反应，反应得到的产物经管道流入反应产物烧杯(7)中；
步骤五、将步骤四中得到的产物进行减压蒸馏除去对二甲苯，得到的粗产物依次进行一次水洗、碳酸钠溶液中和、及二次水洗处理至中性，再经干燥得到丙烯酸十四酯。
2.根据权利要求1所述的利用微波-微反应器催化连续合成丙烯酸十四酯的方法，其特征在于，步骤二中所述震荡搅拌的温度为30℃～35℃，时间为2min～4min。
3.根据权利要求1所述的利用微波-微反应器催化连续合成丙烯酸十四酯的方法，其特征在于，步骤三中所述原料混液中十四醇和丙烯酸的总质量、对苯二酚的质量与对甲苯磺酸的质量比为1:0.006:0.008。
4.根据权利要求1所述的利用微波-微反应器催化连续合成丙烯酸十四酯的方法，其特征在于，步骤三中所述原料混液中十四醇与丙烯酸的摩尔比为1：(1.2～1.3)。
5.根据权利要求1所述的利用微波-微反应器催化连续合成丙烯酸十四酯的方法，其特征在于，步骤三中所述原料混液中十四醇与对二甲苯的质量比为1：(0.9～1.0)。
6.根据权利要求1所述的利用微波-微反应器催化连续合成丙烯酸十四酯的方法，其特征在于，步骤三所述搅拌的时间为2min～4min。
7.根据权利要求1所述的利用微波-微反应器催化连续合成丙烯酸十四酯的方法，其特征在于，步骤四中所述微波炉装置(3)的微波功率为400W。
8.根据权利要求1所述的利用微波-微反应器催化连续合成丙烯酸十四酯的方法，其特征在于，步骤四中所述溶剂输送泵(2)对原料混液的输送速率为8mL/min～10mL/min。
9.根据权利要求1所述的利用微波-微反应器催化连续合成丙烯酸十四酯的方法，其特征在于，步骤四中所述毛细管(6)的材质为石英。
10.根据权利要求9所述的利用微波-微反应器催化连续合成丙烯酸十四酯的方法，其特征在于，所述毛细管(6)的有效长度为3m，所述毛细管(6)的孔径为0.5mm。
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