CN114736116A - 一种高纯度棕榈酸酐的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高纯度棕榈酸酐的制备方法，该方法以棕榈酸乙酯原料，经水解、后处理得到棕榈酸精品，后者与乙酸酐发生脱水缩合反应得到高纯度棕榈酸酐。该方法原料廉价易得、反应条件温和、后处理简单、产物纯度高、三废少，符合绿色环保的生产要求。
Description
技术领域
在本发明属于有机合成领域，具体涉及到一种高纯度棕榈酸酐的制备方法。
背景技术
棕榈酸酐是一种重要有机合成中间体，主要用来合成棕榈酸。而棕榈酸是众多医药产品抗精神分裂症棕榈酸帕利哌酮和化工产品如棕榈酸异丙酯等表面活性剂，因此其应用非常广泛。市面上的棕榈酸通常是由天然植物油中提取获得，主要含有十二、十四、十五、十七、十八等杂酸，这些杂酸不易分离去除，会带入后续反应体系中，导致产物提纯困难，不适合直接作为反应原料。通过将棕榈酸酐转化成棕榈酸是实现对棕榈酸的纯化方式之一。
目前，常见的棕榈酸酐的制备方法有两种。
1、缩合剂法。该方法以棕榈酸为原料，利用DCC缩合剂或BTC/DIEA法可以得到棕榈酸酐（Chemical Communications, 2002, # 24, p. 2954 - 2955）。但是，使用DCC缩合剂会产生较多的二异丙基脲副产物，在反应体系中难以除去；使用BTC/DIEA法需要使用三光气，会产生剧毒的光气，不适宜放大制备。
2、脱水缩合法。专利US2246599公开的具体制备过程如下：将2560份棕榈酸和3500份95%的乙酸酐在190-200℃反应18小时，蒸馏得到的棕榈酸酐粗品，该粗品需要进一步在乙酸乙酯中重结晶纯化，收率未报。该方法需要在190-200℃的高温下进行，涉及到高温操作，不利于安全生产和规模化生产。专利CN106543254A公开的具体制备过程如下：将棕榈酸和过量的乙酸酐在回流状态下反应，静置降温至室温，随后旋蒸除去过量的乙酸酐，剩余物过滤，抽干后在40℃真空干燥2小时，得到的粗品再在石油醚中重结晶纯化，析晶温度-20℃，收率69%。该方法需要用到过量的乙酸酐，产生的乙酸酐废液无法回收套用，不仅生产成本高，而且三废处理困难；反应后处理及纯化过程比较复杂，为大批量生产带来麻烦。
发明内容
发明目的：本发明目的是对现有的脱水缩合法进行优化改进，提供一种操作简单、得到产品纯度高、适合大规模生产且符合绿色环保的工业化生产要求的棕榈酸酐制备方法。
技术方案：一种高纯度棕榈酸酐的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
（1）将棕榈酸乙酯、碱金属氢氧化物、水、乙醇加入反应釜中，搅拌，升温至60-80℃，反应结束后，用盐酸调酸至pH为3-4，降温至5-10℃，析晶，过滤，滤饼用乙醇重结晶，得到棕榈酸精品；
（2）将上述棕榈酸精品加入反应釜中，升温至90℃-95℃，加入乙酸酐，继续升温至120-160℃，保温反应至终点，除去生成的乙酸，得到的粗品用有机溶剂打浆洗涤，过滤，得到高纯度的棕榈酸酐，其中有机溶剂选自丙酮、四氢呋喃、乙腈或甲基叔丁基醚。
优选的，第（1）步中所述的碱金属氢氧化物为氢氧化钠或氢氧化钾，棕榈酸乙酯与碱金属氢氧化物的摩尔比为1:1-1.5。
优选的，第（1）步中反应温度为70-75℃。
优选的，第（2）步中反应温度优选为135-140℃。
优选的，第（2）步中所述的有机溶剂为甲基叔丁基醚。
优选的，第（2）步中棕榈酸与乙酸酐的摩尔比为1:1.5-2。
技术效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著技术效果：
1、本发明采用从棕榈酸乙酯作为原料，通过精确的工艺条件控制，能制得高纯度的棕榈酸（HPLC纯度99.5%以上），再通过高纯度的棕榈酸脱水缩合成高纯度的棕榈酸酐；
2、脱水缩合反应在较低温度下进行，减少了高温操作带来的危险性；
3、避免了使用大大过量的乙酸酐带来的后处理繁琐和三废处理问题；
4、直接通过简单的溶剂洗涤操作就可以实现对棕榈酸酐的纯化，得到高纯度的棕榈酸酐（HPLC纯度99.5%以上）。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步说明，但本发明所申请保护的内容和范围并不受下述实施例的限制。
实施例1
（1）于2L反应釜内投入83g的棕榈酸乙酯，17.5g NaOH，乙醇290.5g，水332g，充分搅拌，然后升温至70℃保温反应4h。反应体系用盐酸调酸至pH至3，降温至5-10℃搅拌析晶，抽滤，得到棕榈酸粗湿品，将其和1L乙醇加入反应釜内，搅拌加热至60~70℃，进行重结晶，得到棕榈酸精品，HPLC纯度99.6%，收率93%。1H-NMR（DMSO，400MHz）:δppm11.94(s, 1H)，2.19~2.16（t, 2H），1.49~1.24(m, 26H)，0.87~0.84（t, 3H）。
（2）于1L反应釜投入65g上述得到的棕榈酸，升温至90℃，然后加入39g乙酸酐，继续升温至135℃，然后保温反应4h，开始后处理浓缩蒸去生成的乙酸，浓缩4h结束，开始降温，向反应釜内缓慢加入300g甲基叔丁基醚分散，降温至10℃，抽滤得到棕榈酸酐精品，HPLC纯度99.7%，收率95%。1H-NMR（CDCl3，400MHz）:δppm2.48~ 2.44(t, 2H)，1.69~1.66（m,2H），1.36~1.27(m,24H)，0.92~0.88 (t, 3H)。
实施例2
（1）于2L反应釜内投入83g的棕榈酸乙酯，16.3g KOH，乙醇290g，水330g，搅拌，然后升温至75℃保温反应3h。降温，反应体系用盐酸调酸至pH至4，降温5-10℃搅拌析晶，抽滤，得到棕榈酸粗湿品，将其和1L乙醇加入反应釜内，搅拌加热至60~70℃，进行重结晶，得到棕榈酸精品，HPLC纯度99.54%，收率90%。
（2）于1L反应釜投入63g上述得到的棕榈酸，升温至95℃，然后加入50.5g乙酸酐，继续升温至140℃，然后保温反应4h，开始后处理浓缩蒸去生成的乙酸，浓缩4h结束，开始降温，向反应釜内缓慢加入300g甲基叔丁基醚分散，降温至10℃，抽滤得到棕榈酸酐精品，HPLC纯度99.8%，收率94%。
实施例3
（1）于2L反应釜内投入83g的棕榈酸乙酯，20g KOH，乙醇300g，水320g，搅拌，然后升温至72℃保温反应3h。降温，反应体系用盐酸调酸至pH至4，降温5-10℃搅拌析晶，抽滤，得到棕榈酸粗湿品，将其和1L乙醇加入反应釜内，搅拌加热至60~70℃，进行重结晶，得到棕榈酸精品，HPLC纯度99.5%，收率92%。
（2）于1L反应釜投入63g上述得到的棕榈酸，升温至90℃，然后加入48g乙酸酐，继续升温至138℃，然后保温反应4h，开始后处理浓缩蒸去生成的乙酸，浓缩4h结束，开始降温，向反应釜内缓慢加入300g甲基叔丁基醚分散，降温至10℃，抽滤得到棕榈酸酐精品，HPLC纯度99.76%，收率93.5%。
实施例4
于1L反应釜投入63g按照实施例1的方法制备得到的棕榈酸，升温至90℃，然后加入45g乙酸酐，继续升温至135℃，然后保温反应4h，开始后处理浓缩蒸去生成的乙酸，浓缩4h结束，开始降温，向反应釜内缓慢加入300g丙酮分散，降温至10℃，抽滤得到棕榈酸酐精品，HPLC纯度99.4%，收率88%。
实施例5
于1L反应釜投入63g按照实施例1的方法制备得到的棕榈酸，升温至95℃，然后加入40g乙酸酐，继续升温至140℃，然后保温反应4h，开始后处理浓缩蒸去生成的乙酸，浓缩4h结束，开始降温，向反应釜内缓慢加入300g乙腈分散，降温至10℃，抽滤得到棕榈酸酐精品，HPLC纯度99.5%，收率85%。
实施例6
于1L反应釜投入63g按照实施例1的方法制备得到的棕榈酸，升温至95℃，然后加入50g乙酸酐，继续升温至140℃，然后保温反应4h，开始后处理浓缩蒸去生成的乙酸，浓缩4h结束，开始降温，向反应釜内缓慢加入300g四氢呋喃，降温至10℃，抽滤得到棕榈酸酐精品，HPLC纯度99.4%，收率80%。
Claims (6)
1.一种高纯度棕榈酸酐的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
（1）将棕榈酸乙酯、碱金属氢氧化物、水、乙醇加入反应釜中，搅拌，升温至60-80℃，反应结束后，用盐酸调酸至pH为3-4，降温至5-10℃，析晶，过滤，滤饼用乙醇重结晶，得到棕榈酸精品；
（2）将上述棕榈酸精品加入反应釜中，升温至90-95℃，加入乙酸酐，继续升温至120-160℃，保温反应至终点，除去生成的乙酸，得到的粗品用有机溶剂打浆洗涤，过滤，得到高纯度的棕榈酸酐，其中有机溶剂选自丙酮、四氢呋喃、乙腈或甲基叔丁基醚。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，第（1）步中所述的碱金属氢氧化物为氢氧化钠或氢氧化钾，棕榈酸乙酯与碱金属氢氧化物的摩尔比为1:1-1.5。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，第（1）步中反应温度为70-75℃。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，第（2）步中反应温度为135-140℃。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，第（2）步中所述的有机溶剂为甲基叔丁基醚。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，第（2）步中棕榈酸与乙酸酐的摩尔比为1:1.5-2。
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2021
- 2021-01-07 CN CN202110019795.0A patent/CN114736116B/zh active Active
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