CN114409536A - 一种基于低共熔溶剂催化合成肉桂酸异丁酯的方法 - Google Patents

一种基于低共熔溶剂催化合成肉桂酸异丁酯的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114409536A
CN114409536A CN202210000096.6A CN202210000096A CN114409536A CN 114409536 A CN114409536 A CN 114409536A CN 202210000096 A CN202210000096 A CN 202210000096A CN 114409536 A CN114409536 A CN 114409536A
Authority
CN
China
Prior art keywords
catalyst
reaction
eutectic solvent
des
isobutanol
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210000096.6A
Other languages
English (en)
Inventor
曾作祥
赵凝瑞
孙莉
薛为岚
冯心笛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
East China University of Science and Technology
Original Assignee
East China University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by East China University of Science and Technology filed Critical East China University of Science and Technology
Priority to CN202210000096.6A priority Critical patent/CN114409536A/zh
Publication of CN114409536A publication Critical patent/CN114409536A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C67/00—Preparation of carboxylic acid esters
    • C07C67/08—Preparation of carboxylic acid esters by reacting carboxylic acids or symmetrical anhydrides with the hydroxy or O-metal group of organic compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/02—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides
    • B01J31/0215—Sulfur-containing compounds
    • B01J31/0225—Sulfur-containing compounds comprising sulfonic acid groups or the corresponding salts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/02—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides
    • B01J31/0234—Nitrogen-, phosphorus-, arsenic- or antimony-containing compounds
    • B01J31/0235—Nitrogen containing compounds
    • B01J31/0239—Quaternary ammonium compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/20—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their non-solid state
    • B01J35/27—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their non-solid state in a liquid or molten state
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2231/00—Catalytic reactions performed with catalysts classified in B01J31/00
    • B01J2231/40—Substitution reactions at carbon centres, e.g. C-C or C-X, i.e. carbon-hetero atom, cross-coupling, C-H activation or ring-opening reactions
    • B01J2231/49—Esterification or transesterification

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

本发明公开了一种以酸性低共熔溶剂ChCl‑DES为催化剂制备肉桂酸异丁酯的方法，其中，催化剂ChCl‑DES是由氯化胆碱和对甲苯磺酸按1:1的摩尔比混合制备而成；肉桂酸异丁酯是由肉桂酸与过量异丁醇在一定温度下进行酯化反应，并依次经过相分离、常压蒸馏和减压蒸馏等过程制备而得。本发明运用低共熔溶剂作为酯化反应的催化剂，相比于传统质子酸催化剂，低共熔溶剂具有对设备腐蚀性小、无废酸排放、易回收重复利用和反应条件温和等优点，在降低生产成本的同时，也符合绿色合成工艺的要求。

Description

一种基于低共熔溶剂催化合成肉桂酸异丁酯的方法
技术领域
本发明属于有机化工合成领域，涉及一种香料肉桂酸异丁酯的制备方法，具体涉及一种利用低共熔溶剂催化合成肉桂酸异丁酯的方法。
背景技术
肉桂酸酯类衍生物是香精香料的主要配料，而且还具有抗病毒活性，抗紫外线活性，抗氧化活性，抗酶活性和抗癌活性，使其在医药、食品以及日用品中具有广泛的应用和开发价值。肉桂酸异丁酯是一种具有甜蜜的水果和香脂香，类似辛香料、膏甜琥珀香气略带可可豆及果香底韵的油状液体。因此，肉桂酸异丁酯潜在的市场需求使它的合成制备备受关注。
肉桂酸异丁酯制备方法有四种：一是传统的质子酸催化加热合成法，所用催化剂主要为浓硫酸等强酸，该法存在反应时间长、副反应多、环境污染大和生产成本高等缺点。二是采用肉桂酰氯与异丁醇加热反应制取，但酰氯价格较高，反应放出的氯化氢有严重的腐蚀性且污染环境。三是固体酸催化剂直接酯化法催化合成肉桂酸异丁酯，优点是反应迅速，对环境友好的，但不足之处在于所用醇的量很大，后期分离所需能耗较大，且微波运用于大规模生产能耗较大。四是在离子液体中催化肉桂酸和醇的酯化反应，但离子溶液并不完美，具有合成繁琐，提纯复杂，成本昂贵，毒性较强等不可避免的缺点，大大限制了其进一步的规模化应用。
随着人们对环保意识的增强及相关环保例律的管制，寻求催化效率高、热稳定性好、环境污染少的酯化反应催化剂具有重要的理论意义和工业应用前景。近年来，低共熔溶剂作为催化剂不断被开发出来，本发明提出用低共熔溶剂ChCl-DES作为催化剂，其制备方法简单容易，对设备腐蚀性小，反应条件温和，易回收重复利用，极大克服了传统催化剂的缺点，具有较大的工业应用价值及发展潜力。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，公开一种利用低共熔溶剂催化合成肉桂酸异丁酯的方法。并通过控制反应工艺条件，在较低成本下获得酯化反应产品，以满足相关领域需要。
本发明的方法包括如下步骤：
（1）按1:1的摩尔比分别称取适量的氯化胆碱和对甲苯磺酸，将两者分别在75℃下真空干燥50 min，再将两者混合并加热搅拌反应至澄清透明溶液，反应温度为60℃~78℃，反应所得产物即为低共熔溶剂催化剂ChCl-DES，将催化剂密封并放置在硅胶干燥箱中，备用；
（2）按1:1~2.2的摩尔比分别称取适量反应物肉桂酸和异丁醇，将两者均加入三口烧瓶中，搅拌加热至80℃~110℃后，再向三口烧瓶中加入适量步骤（1）所得的催化剂ChCl-DES并在该温度下进行反应，加入的催化剂质量为反应物中酸的质量的40%~70%，反应时间为1~7 h；
（3）反应结束后将反应液经分液漏斗分为水油两相，对水相在75℃下进行真空干燥以回收催化剂; 对油相先进行常压蒸馏以除去过量异丁醇，再减压蒸馏调节液相温度为91℃~93℃，压力为1.6 KPa，收集馏分，经无水氯化钙干燥，得到成品肉桂酸异丁酯。
本发明的创新点在于运用低共熔溶剂ChCl-DES作为酯化反应的催化剂，相比于传统质子酸催化剂，低共熔溶剂具有对设备腐蚀性小、无废酸排放、易回收重复利用和反应条件温和等优点，在降低生产成本的同时，也符合绿色合成工艺的要求。
具体实施方式
低共熔溶剂催化剂ChCl-DES的制备
分别称取 16.7556g（0.12 mol）氯化胆碱和22.8252g（0.12 mol）对甲苯磺酸一水合物，将两者分别在75℃下真空干燥50 min，再将两者混合并加热搅拌反应至澄清透明溶液，温度为60℃~78℃，将所得的低共熔溶剂催化剂ChCl-DES密封并放置在硅胶干燥箱中，备用。
实施例1
分别称量8.8902（0.06 mol）肉桂酸和5.3368g(0.072mol)异丁醇，均加入三口烧瓶中，搅拌加热至100℃后，再向三口烧瓶中加入4.4451g催化剂ChCl-DES并在该温度下进行反应，反应时间为7 h；反应结束后将反应液趁热经分液漏斗分为水油两相，对水相在75℃下进行真空干燥以回收催化剂。对油相先进行常压蒸馏以除去过量异丁醇，再减压蒸馏调节液相温度为91℃~93℃，压力为1.6 KPa，收集馏分，经无水氯化钙干燥，通过GC-MS鉴定为肉桂酸异丁酯，其收率为85.41%。
实施例2
分别称量8.8902g（0.06 mol）肉桂酸和6.2262g（0.084mol）异丁醇，均加入三口烧瓶中，搅拌加热至80℃后，再向烧瓶中加入6.2231g催化剂ChCl-DES并在该温度下进行反应，反应时间为3h；反应结束后将反应液趁热经分液漏斗分为水油两相，对水相在75℃下进行真空干燥以回收催化剂。对油相先进行常压蒸馏以除去过量异丁醇，再减压蒸馏调节液相温度为91℃~93℃，压力为1.6 KPa，收集馏分，经无水氯化钙干燥，通过GC-MS鉴定为肉桂酸异丁酯，其收率为86.06%。
实施例3
分别称量8.8902g（0.06 mol）肉桂酸和8.8946g（0.12 mol）异丁醇，均加入三口烧瓶中，搅拌加热至110℃，再向三口烧瓶中加入4.4451g催化剂ChCl-DES并在该温度下进行反应，反应时间为1 h；反应结束后将反应液趁热经分液漏斗分为水油两相，对水相在75℃下进行真空干燥以回收催化剂。对油相先进行常压蒸馏以除去过量异丁醇，再减压蒸馏调节液相温度为91℃~93℃，压力为1.6 KPa，收集馏分，经无水氯化钙干燥，通过GC-MS鉴定为肉桂酸异丁酯，其收率为90.26%。
实施例4
分别称量8.8902g（0.06 mol）肉桂酸和9.7841g（0.132 mol）异丁醇，均加入三口烧瓶中，搅拌加热至100℃，再向三口烧瓶中加入3.5561g催化剂ChCl-DES并在该温度下进行反应，反应时间为3 h；反应结束后将反应液趁热经分液漏斗分为水油两相，对水相在75℃下进行真空干燥以回收催化剂。对油相先进行常压蒸馏以除去过量异丁醇，再减压蒸馏调节液相温度为91℃~93℃，压力为1.6 KPa，收集馏分，经无水氯化钙干燥，通过GC-MS鉴定为肉桂酸异丁酯，其收率为92.04%。

Claims (3)

1.一种利用低共熔溶剂催化合成肉桂酸异丁酯的方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）按1:1的摩尔比分别称取适量的氯化胆碱和对甲苯磺酸，将两者分别在75℃下真空干燥50 min，再将两者混合并在60℃~78℃温度下搅拌至澄清透明溶液，反应所得产物即为低共熔溶剂催化剂ChCl-DES，将ChCl-DES密封并放置在硅胶干燥箱中，备用；
（2）分别称取适量反应物肉桂酸和异丁醇，将两者均加入三口烧瓶中，搅拌加热至指定温度后，再向三口烧瓶中加入适量步骤（1）所得的催化剂进行反应，反应时间为1~7 h；
（3）反应结束后趁热将反应液经分液漏斗分为水油两相，对水相在75℃下进行真空干燥以回收催化剂；对油相先进行常压蒸馏以除去过量异丁醇，再减压蒸馏调节液相温度为91℃~93℃，压力为1.6 KPa，收集馏分，经无水氯化钙干燥，得到成品肉桂酸异丁酯。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的肉桂酸与异丁醇的摩尔比为1:1~2.2，所述的催化剂质量为肉桂酸质量的40%~70%。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤（2）的酯化反应温度为80℃~110℃。
CN202210000096.6A 2022-01-02 2022-01-02 一种基于低共熔溶剂催化合成肉桂酸异丁酯的方法 Pending CN114409536A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210000096.6A CN114409536A (zh) 2022-01-02 2022-01-02 一种基于低共熔溶剂催化合成肉桂酸异丁酯的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210000096.6A CN114409536A (zh) 2022-01-02 2022-01-02 一种基于低共熔溶剂催化合成肉桂酸异丁酯的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114409536A true CN114409536A (zh) 2022-04-29

Family

ID=81270736

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210000096.6A Pending CN114409536A (zh) 2022-01-02 2022-01-02 一种基于低共熔溶剂催化合成肉桂酸异丁酯的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114409536A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Morandi et al. Practical and general palladium-catalyzed synthesis of ketones from internal olefins
CN111269115A (zh) 一种低共熔溶剂中肉桂酸酯的制备方法
CN114409536A (zh) 一种基于低共熔溶剂催化合成肉桂酸异丁酯的方法
CN114315714B (zh) 一种防老剂aw的制备方法
CN112479938B (zh) 一种n-环己基-2-氨基乙磺酸的制备方法
CN114105769A (zh) 一种基于氯化胆碱类低共熔溶剂催化合成肉桂酸正丙酯的方法
CN112321543A (zh) 一种α-氯代-α乙酰基-γ-丁内酯的制备方法
CN103739442B (zh) 一种3-甲基-3-丁烯-1-醇的制备方法
CN103709039B (zh) Cu-丝光沸石催化合成没食子酸甲(乙)酯的方法
CN101270051A (zh) 一种柠檬酸三正丁酯的制备方法
CN114950545B (zh) 一种用于乙醛偶姻缩合反应的噁唑盐催化剂及其制备方法和应用
CN114940668B (zh) 一种催化剂的制备及其在维生素e乙酸酯合成上的应用
CN103387495A (zh) 连续制备羧酸酯的方法
CN105218609A (zh) 一种以孕烯醇酮为原料合成胆固醇的方法
CN105001157A (zh) 一种制备乙氧基喹啉的方法
CN1230550C (zh) 溶剂相中酶催化合成乳酸乙酯的方法
CN114262268A (zh) 一种基于低共熔溶剂催化合成山梨酸甲酯的方法
CN101838222B (zh) N-(4-乙氧基羰基苯基)-n’-乙基-n’-苯基甲脒的制备方法
US20210363095A1 (en) Method capable of realizing preparation and in-situ separation of oligomeric ricinoleate
CN111153794A (zh) 一种基于十二烷基三甲基氯化铵的低共熔溶剂催化剂合成棕榈酸乙酯的方法
CN114409535A (zh) 一种基于氯化胆碱基低共熔溶剂催化合成山梨酸甲酯的方法
CN111138277A (zh) 一种基于十六烷基三甲基溴化铵的低共熔溶剂催化剂合成月桂酸乙酯的方法
CN1803767A (zh) 一种制备亚硫酸亚乙酯的方法
CN111039783A (zh) 一种基于苄基三甲基氯化铵的低共熔溶剂为催化剂的月桂酸乙酯合成方法
WO2007073240A1 (fr) Catalyseur, procede de preparation et procede de fabrication de dihydroxy-alcanes

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication