[發明專利]一種制備乙二醇甲醚醋酸酯的方法

無效

• 申請號: 200810033876.0
• 申請日: 2008-02-26
• 公開（公告）號: CN101239907A
• 公開（公告）日: 2008-08-13
• 發明（設計）人: 楊建國;龔國珍;梁學正;王有菲;權南南;鮑少華;何鳴元
• 申請（專利權）人: 華東師范大學
• 主分類號: C07C69/16
• 分類號: C07C69/16;C07C69/12;C07C67/24;C07C67/03;B01J23/02
• 代理公司: 上海藍迪專利事務所
• 代理人: 徐筱梅

技術領域

本發明涉及有機化學合成技術領域，具體地說是一種酯交換法制備乙二醇甲醚醋酸酯的方法。

背景技術

二元醇醚醋酸酯分子中既有醚鍵，又有羰基，且羰基又形成了酯的結構，因而它具有一般有機溶劑所不具備的性能，既可溶解有機分子、合成的或天然的高分子化合物，又可不同程度的與水或水溶性化合物互溶，是一類優良高沸點雙官能團的低毒高級工業溶劑，其性能優于二元醇醚，在汽車漆、容器、機械設備、金屬家具、器具表面涂料、油墨、水溶性涂料、多彩噴涂涂料，以及去漆劑、工業清洗劑、木材著色劑等產品的生產中得到了廣泛的應用。目前，國內產量遠遠滿足不了需求，大部分依賴進口。因此，開發這類產品并研究其性能，具有重要的理論和應用價值。

乙二醇甲醚醋酸酯的合成技術有直接酯化法、一步合成法和酯交換法三種。直接酯化法是以醋酸和乙二醇單甲醚為原料，以硫酸、磷酸、對甲苯磺酸、陽離子交換樹脂、分子篩負載TiO₂/SO₄稀土鹽和層柱狀粘土等為催化劑進行酯化的方法。因反應過程中生成水，且反應后分離反應液時通常要進行中和、水洗等操作，而反應原料乙二醇甲醚和產品乙二醇甲醚醋酸酯在水中溶解度都很大，這就給分離回收、廢水處理帶來麻煩。為此，多年來對該方法的改進集中在催化劑的改進和產品的分離回收兩方面。一步合成法是以環氧乙烷和醋酸甲酯為原料，以水滑石煅燒物、ZrCl₄-N-甲基吡咯烷酮、Zr(OPr)₄-Et₃N和AlCl₃-Et₃N等為催化劑，原料成本低，反應物組成簡單，產品容易分離，純度高，但副產物多。酯交換法是以醋酸乙酯和乙二醇甲醚為原料，以烷氧基鋁、烷氧基鈦、磷酸、對甲苯磺酸及有機金屬鹽等為催化劑，產物中生成醇而不生成水，副產物乙醇可用作合成乙二醇乙醚的原料，也避免產生復雜含水共沸系統，簡化了分離操作。但在上述過程，存在催化劑價格昂貴、毒性大、不能回收利用等缺點。

發明內容

本發明的目的是提供一種產物收率高、反應速率快、能耗較小、催化劑廉價易得且可回收的酯交換法制備乙二醇甲醚醋酸酯的方法。

本發明的目的是這樣實現的：

一種制備乙二醇甲醚醋酸酯的方法，其特征在于：該方法是以乙酸乙酯和乙二醇甲醚為原料，在固體堿催化劑存在下進行酯交換反應制備乙二醇甲醚醋酸酯，具體包括以下步驟：

第1步??固體堿催化劑的制備

固體堿催化劑為堿土金屬氧化物或負載型固體堿；

a、堿土金屬氧化物的制備

取堿土金屬氧化物或氫氧化物粉末，馬弗爐中800～1000℃下焙燒5～10h，即得；

b、負載型固體堿催化劑的制備

將活性組分配成濃度為10～50％的溶液，按固液質量比為1∶1～5的比例，將載體投入前述溶液中進行浸漬，于50～80℃下攪拌1～2h后，旋蒸至干，固態物放于100℃烘箱中干燥6～12h，馬弗爐中800～1000℃下焙燒5～10h，即得；

第2步??酯交換反應

在備有電磁攪拌、溫度計、精餾柱、承接管、回收燒瓶的三頸容器中加入乙酸乙酯與乙二醇甲醚，其摩爾比為1～6∶1，再加入占原料總重0.1～1.5％的固體堿催化劑，進行加熱回流攪拌，加熱溫度控制在70～120℃，使反應產生的乙醇從蒸餾頭上端共沸蒸出，反應至蒸餾頭上端溫度高于乙酸乙酯與乙醇共沸溫度(即無乙醇蒸出)停止；

第3步??催化劑的分離及產物的純化

將上步得到的物料過濾，濾出催化劑及濾液，濾液經常壓精餾，收集140～145℃的餾分，得到無色透明的產品即為乙二醇甲醚醋酸酯；催化劑經干燥后重復使用。

所述堿土金屬氧化物為氧化鈣或氧化鍶；負載型固體堿的載體為氧化鋁、活性炭、分子篩、硅膠多孔材料中的一種；活性組分為堿金屬氧化物、氟化物、碳酸鹽、硝酸鹽中的一種。

與背景技術相比，本發明的優點是：(1)產率高，為95.5～99.6％；(2)催化劑便宜，且用量小，約占反應原料總重的0.1～1.5％；(3)反應條件溫和，常壓下反應；(4)催化劑可重復使用；(5)設備腐蝕小，沒有環境污染等。

具體實施方式

以下將通過具體實施例對本發明做進一步闡述：

實施例1

第1步??固體堿催化劑的制備

堿土金屬氧化物的制備

取CaO粉末，馬弗爐中800℃下焙燒5h，即得；

第2步??酯交換反應