CN115160132B - 一种苯甲酸苄酯的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及苯甲酸苄酯加工技术领域，具体公开了一种苯甲酸苄酯的生产工艺；所述苯甲酸苄酯的生产工艺包括以下步骤：S1、酯化反应：向苯甲酸钠溶液中加入氯化苄和催化剂，进行酯化反应，得到第一粗酯；S2、水洗：水洗第一粗酯，得到第一盐水和第二粗酯；S3、碱洗：将第二粗酯再次碱洗，得到第二盐水和第三粗酯；S4、减压蒸馏：将第三粗酯减压蒸馏，馏分冷凝即得到成品苯甲酸苄酯；所述催化剂为相转移催化剂。本申请的苯甲酸苄酯生产工艺中苯甲酸苄酯的酯化率较高。
Description
技术领域
本申请涉及苯甲酸苄酯加工技术领域，更具体地说，它涉及一种苯甲酸苄酯的生产工艺。
背景技术
苯甲酸苄酯是一种有机化合物，无色油状液体，不溶于水。微溶于丙二酞。溶于油、乙醇、乙醚。具有清淡的类似杏仁的香气，味辣。苯甲酸苄酯是一种酯类香料，用作麝香的溶剂和香精定香剂，在赛璐珞中用作樟脑的代用品；用作增塑剂，特别是硝酸纤维素中混有树脂时，可与苯二甲酸二乙酯或二丁酯混合使用；作为定香剂用于配制草莓、菠萝、樱桃等水果型食用香精和酒类香精；也用于茉莉、铃兰、依兰、栀子、晚香玉、紫丁香等日化香精中。此外，苯甲酸苄酯还可广泛应用于日化香精配方中，主要作为填充剂使用，还常用作许多高黏稠合成香料的稀释剂。
目前，工业上主要以苯甲酸酯与过量苄醇在浓硫酸的作用下经酯交换而成，为了加快反应速度，缓和反应条件，酯化反应大多使用催化剂，传统以浓硫酸为催化剂来制得苯甲酸苄酯，但各原料之间利用不充分，导致苯甲酸苄酯的酯化率一般。
发明内容
为了提高苯甲酸苄酯的酯化率，本申请提供一种苯甲酸苄酯的生产工艺。
本申请提供的一种苯甲酸苄酯的生产工艺采用如下的技术方案：
一种苯甲酸苄酯的生产工艺，其包括以下步骤：
S1、酯化反应：向苯甲酸钠溶液中加入氯化苄和催化剂，进行酯化反应，得到第一粗酯；
S2、水洗：水洗第一粗酯，得到第一盐水和第二粗酯；
S3、碱洗：将第二粗酯再次碱洗，得到第二盐水和第三粗酯；
S4、减压蒸馏：将第三粗酯减压蒸馏，馏分冷凝即得到成品苯甲酸苄酯；
所述催化剂为相转移催化剂。
通过采用上述技术方案，本申请优化了苯甲酸苄酯的合成过程中的酯化反应进程，对酯化反应中的催化剂进行优化，采用相转移催化剂。相转移催化剂具有始终保持较高的催化活性的特点，使苯甲酸根离子可以在相转移催化剂的“携带下”，在有机相与水相之间持续不断地转移传递；酯化反应进行时，将相转移催化剂直接加入到原料中促进反应的进行，相转移催化剂与苯甲酸根离子及卤离子不断的反复结合与解离，从而使酯化反应可以持续高效的反应，最终提高了苯甲酸苄酯的酯化率。
作为优选，所述相转移催化剂为四丁基硫酸氢铵和三辛基甲基氯化铵的混合物。
通过采用上述技术方案，本申请的相转移催化剂采用四丁基硫酸氢铵和三辛基甲基氯化铵的混合物，通过实验证明，与传统或者单一的催化剂相比，将四丁基硫酸氢铵和三辛基甲基氯化铵共混制得催化剂，其两者之间具有协同作用，能促进酯化反应更加高效的进行，从而提高苯甲酸苄酯的酯化率，提高生产效率。
作为优选，所述相转移催化剂中四丁基硫酸氢铵和三辛基甲基氯化铵的质量配比为(0.6-1.5)：(0.2-0.8)。
通过采用上述技术方案，本申请通过优化四丁基硫酸氢铵和三辛基甲基氯化铵的质量配比，使其加入到苯甲酸苄酯的合成工艺中，制得的苯甲酸苄酯的酯化率均较高。
作为优选，所述S1中苯甲酸钠的制备方法为：将固体碳酸钠加水溶解，加入苯甲酸，制备得到质量百分数为35-60％的苯甲酸钠溶液。
通过采用上述技术方案，本申请通过限定苯甲酸钠溶液的质量百分数，使制得的苯甲酸苄酯具有较高的酯化率。
作为优选，所述S1中所述的苯甲酸钠和氯化苄的摩尔比为1-10:1。
作为优选，所述S1中所述酯化反应温度为100-130℃；所述酯化反应时间为10-15小时。
通过采用上述技术方案，本申请通过优化酯化反应的温度和时间，使酯化反应中在适宜的条件下反应，使原料达到较佳的转化率，提高苯甲酸苄酯的酯化率。
作为优选，所述S2水洗中得到的第一盐水进行隔油处理，得到第一油层和第一水层，第一油层加入到S1的酯化反应原料中，再次进行酯化反应。
通过采用上述技术方案，水洗后的油层加入反应原料中，继续反应，保证反应原料可以充分反应完全，从而可提高原料利用率及苯甲酸苄酯的酯化率。
作为优选，所述S3水洗中得到的第二盐水进行隔油处理，得到第二油层和第二水层，第二油层加入到S1的酯化反应原料中，再次进行酯化反应。
通过采用上述技术方案，水洗后的油层加入反应原料中，继续反应，保证反应原料可以充分反应完全，从而可提高原料利用率及苯甲酸苄酯的酯化率。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、本申请优化了苯甲酸苄酯的合成过程中的酯化反应进程，对酯化反应中的催化剂进行优化，采用相转移催化剂。相转移催化剂具有始终保持较高的催化活性的特点，使苯甲酸根离子可以在相转移催化剂的“携带下”，在有机相与水相之间持续不断地转移传递；酯化反应进行时，将相转移催化剂直接加入到原料中促进反应的进行，相转移催化剂与苯甲酸根离子及卤离子不断的反复结合与解离，从而使酯化反应可以持续高效的反应，最终提高了苯甲酸苄酯的酯化率。
2、本申请的相转移催化剂采用四丁基硫酸氢铵和三辛基甲基氯化铵的混合物，通过实验证明，与传统或者单一的催化剂相比，将四丁基硫酸氢铵和三辛基甲基氯化铵共混制得催化剂，其两者之间具有协同作用，能促进酯化反应更加高效的进行，从而提高苯甲酸苄酯的酯化率，提高生产效率。
3、本申请苯甲酸苄酯的生产工艺，通过对生产工艺的酯化反应原料配比、酯化反应的温度和时间进行优化，是苯甲酸苄酯的酯化率均能达到98.0％及以上，最高可达到99％。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
原料
本申请原料均为普通市售材料。
制备例
制备例1
一种相转移催化剂，将60kg的四丁基硫酸氢铵和20kg三辛基甲基氯化铵混合均匀，得到催化剂。
制备例2
一种相转移催化剂，与制备例1不同之处在于，四丁基硫酸氢铵的添加量为60kg，三辛基甲基氯化铵的添加量为30kg，其余步骤与制备例1均相同。
制备例3
一种相转移催化剂，与制备例1不同之处在于，四丁基硫酸氢铵的添加量为80kg，三辛基甲基氯化铵的添加量为40kg，其余步骤与制备例1均相同。
制备例4
一种相转移催化剂，与制备例1不同之处在于，四丁基硫酸氢铵的添加量为80kg，三辛基甲基氯化铵的添加量为80kg，其余步骤与制备例1均相同。
制备例5
一种相转移催化剂，与制备例1不同之处在于，四丁基硫酸氢铵的添加量为150kg，三辛基甲基氯化铵的添加量为50kg，其余步骤与制备例1均相同。
制备例6
一种相转移催化剂，与制备例1不同之处在于，四丁基硫酸氢铵的添加量为150kg，三辛基甲基氯化铵的添加量为80kg，其余步骤与制备例1均相同。
实施例
实施例1
实施例1的一种苯甲酸苄酯的生产工艺，其包括以下步骤：
S1、酯化反应：在反应釜中加入50kg苯甲酸钠溶液、40kg氯化苄和8kg的相转移催化剂，在80℃的温度条件下，持续搅拌10小时，进行酯化反应，得到第一粗酯；
S2、水洗：将S1中得到的第一粗酯放入水洗釜中，加入清洗水对第一粗酯清洗，水洗第一粗酯，得到第一盐水和第二粗酯。然后将第一盐水降温至50℃，排入隔油池进行隔油处理，得到第二水层和第二油层，隔出的第一油层加入S1中的酯化反应原料中，继续进行酯化反应。隔出的第一水层经蒸发结晶，得到的蒸馏水继续回用，结晶晶体为氯化钠。
S3、碱洗：将S2中得到的第二粗酯同样放入水洗釜中，将第二粗酯进行碱洗，得到第二盐水和第三粗酯。然后将第二盐水排入隔油池进行隔油处理，得到第二水层和第二油层，隔出的第二油层加入S1中的酯化反应原料中，继续进行酯化反应。
S4、减压蒸馏：将第三粗酯通过真空吸入减压精馏塔内进行减压蒸馏，控制塔顶温度为160℃，收集馏分后经盘管冷凝器冷凝得到纯品苯甲酸苄酯减压蒸馏，馏分冷凝即得到成品苯甲酸苄酯。
其中，苯甲酸钠溶液的质量分数为35％，相转移催化剂来自制备例1。
实施例2
一种苯甲酸苄酯的生产工艺，与实施例1的不同之处在于，S1酯化反应中，相转移催化剂来自制备例2，其余步骤与实施例1均相同。
实施例3
一种苯甲酸苄酯的生产工艺，与实施例1的不同之处在于，S1酯化反应中，相转移催化剂来自制备例3，其余步骤与实施例1均相同。
实施例4
一种苯甲酸苄酯的生产工艺，与实施例1的不同之处在于，S1酯化反应中，相转移催化剂来自制备例4，其余步骤与实施例1均相同。
实施例5
一种苯甲酸苄酯的生产工艺，与实施例1的不同之处在于，S1酯化反应中，相转移催化剂来自制备例5，其余步骤与实施例1均相同。
实施例6
一种苯甲酸苄酯的生产工艺，与实施例1的不同之处在于，S1酯化反应中，相转移催化剂来自制备例6，其余步骤与实施例1均相同。
实施例7
一种苯甲酸苄酯的生产工艺，与实施例5的不同之处在于，S1酯化反应中，在反应釜中加入80kg苯甲酸钠溶液、50kg氯化苄和10kg的催化剂，其余步骤与实施例5均相同。
实施例8
一种苯甲酸苄酯的生产工艺，与实施例5的不同之处在于，S1酯化反应中，在反应釜中加入120kg苯甲酸钠溶液、65kg氯化苄和12kg的催化剂，其余步骤与实施例5均相同。
实施例9
一种苯甲酸苄酯的生产工艺，与实施例7的不同之处在于，苯甲酸钠溶液的质量百分数为50％，其余步骤与实施例7均相同。
实施例10
一种苯甲酸苄酯的生产工艺，与实施例7的不同之处在于，苯甲酸钠溶液的质量百分数为60％，其余步骤与实施例7均相同。
实施例11
一种苯甲酸苄酯的生产工艺，与实施例9的不同之处在于，S1中酯化反应温度为60℃，反应时间为12h，其余步骤与实施例9均相同。
实施例12
一种苯甲酸苄酯的生产工艺，与实施例9的不同之处在于，S1中酯化反应温度为100℃，反应时间为12h，其余步骤与实施例9均相同。
实施例13
一种苯甲酸苄酯的生产工艺，与实施例9的不同之处在于，S1中酯化反应温度为100℃，反应时间为15h，其余步骤与实施例9均相同。
对比例
对比例1
一种苯甲酸苄酯的生产工艺，与实施例1的不同之处在于，采用8kg四丁基硫酸氢铵替换8kg的催化剂，其余步骤与实施例1均相同。
对比例2
一种苯甲酸苄酯的生产工艺，与实施例1的不同之处在于，采用8kg三辛基甲基氯化铵替换8kg的催化剂，其余步骤与实施例1均相同。
性能检测试验
检测方法/试验方法
对本申请实施例1-13和对比例1-2苯甲酸苄酯的生产工艺生产的苯甲酸苄酯的酯化率进行测定，测试结果见表1。
酯化率测定：测定反应前后的酸值，用来表征酯化的程度，酸值的测定按照GB1668-81方法进行，酯化率按下面的公式进行计算：
酯化率＝(反应前酸值-反应后酸值)/反应前酸值*100％
表1实施例1-13和对比例1-2的检测结果
| 酯化率 | |
| 实施例1 | 98.0 |
| 实施例2 | 98.1 |
| 实施例3 | 98.0 |
| 实施例4 | 98.2 |
| 实施例5 | 98.4 |
| 实施例6 | 98.3 |
| 实施例7 | 98.6 |
| 实施例8 | 98.5 |
| 实施例9 | 99.0 |
| 实施例10 | 98.7 |
| 实施例11 | 98.8 |
| 实施例12 | 98.8 |
| 实施例13 | 98.9 |
| 对比例1 | 94.1 |
| 对比例2 | 94.3 |
结合实施例1-6的检测数据可以看出，制备例5的催化剂配比较优，由制备例5制得的催化剂用于苯甲酸苄酯的生产工艺中，制得的苯甲酸苄酯的酯化率达到98.4％。
再结合对比例1-2的检测数据可以看出，当只采用等量的四丁基硫酸氢铵或三辛基甲基氯化铵作为催化剂时，制得的苯甲酸苄酯酯化率均不如两者进行配比之后使用的效果好，说明四丁基硫酸氢铵和三辛基甲基氯化铵之间具有协同作用，可以提高苯甲酸苄酯酯化率。
结合实施例5和实施例7-8的检测数据可以看出，当苯甲酸钠溶液添加量为80kg、氯化苄添加量为50kg、催化剂添加量为10kg时，原料之间的配比较优，制得的苯甲酸苄酯的酯化率较高。
结合实施例7和实施例9-10的检测数据可以看出，当苯甲酸钠溶液的质量分数为50％时，制得的苯甲酸苄酯的酯化率达到99.0％。结合实施例11-13的检测数据可以看出，在本申请的限定的酯化温度和时间内，苯甲酸苄酯的酯化率均能达到98.8％以上，制备苯甲酸苄酯的最佳的酯化反应温度为80℃，反应时间为10h。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (4)
1.一种苯甲酸苄酯的生产工艺，其特征在于，其包括以下步骤：
S1、酯化反应：向苯甲酸钠溶液中加入氯化苄和催化剂，进行酯化反应，得到第一粗酯；
S2、水洗：水洗第一粗酯，得到第一盐水和第二粗酯；
S3、碱洗：将第二粗酯再次碱洗，得到第二盐水和第三粗酯；
S4、减压蒸馏：将第三粗酯减压蒸馏，馏分冷凝即得到成品苯甲酸苄酯；
所述催化剂为相转移催化剂；
所述相转移催化剂为四丁基硫酸氢铵和三辛基甲基氯化铵的混合物；
所述相转移催化剂中四丁基硫酸氢铵和三辛基甲基氯化铵的质量配比为（0.6-1.5）：（0.2-0.8）；
所述S1中所述的苯甲酸钠和氯化苄的摩尔比为1-10:1；
所述S1中所述酯化反应温度为100-130℃；所述酯化反应时间为10-15小时。
2.根据权利要求1所述的苯甲酸苄酯的生产工艺，其特征在于：所述S1中苯甲酸钠的制备方法为：将固体碳酸钠加水溶解，加入苯甲酸，制备得到质量百分数为35-60%的苯甲酸钠溶液。
3.根据权利要求1所述的苯甲酸苄酯的生产工艺，其特征在于：所述S2水洗中得到的第一盐水进行隔油处理，得到第一油层和第一水层。
4.根据权利要求1所述的苯甲酸苄酯的生产工艺，其特征在于：所述S2水洗中得到的第二盐水进行隔油处理，得到第二油层和第二水层。
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