[發(fā)明專利]一種催化酯交換反應(yīng)制備肉桂酸正戊酯的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210026675.4
• 申請日: 2012-02-07
• 公開（公告）號: CN102584588A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黎彧
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號: C07C69/618
• 分類號: C07C69/618;C07C67/03
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 裘暉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于化學(xué)化工技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種催化酯交換反應(yīng)制備肉桂酸正戊酯的方法，特別涉及一種微波協(xié)同氫氧化1-丁基-3-甲基咪唑離子液體催化肉桂酸甲酯與正戊醇酯交換反應(yīng)制備肉桂酸正戊酯的方法。

背景技術(shù)

肉桂酸酯是一類重要的合成香料，因具有水果或花香的特殊香味而被廣泛用于食用香精和日化香精的配料中，同時也是重要的有機(jī)合成原料。肉桂酸正戊酯是一種帶可可香氣的香酯，在工業(yè)上廣泛用于食用和日化香精的調(diào)配。

目前肉桂酸酯的合成方法主要為傳統(tǒng)的強(qiáng)酸催化常規(guī)加熱酯化合成法，即由肉桂酸和醇發(fā)生酯化反應(yīng)制備得到，采用常規(guī)的加熱方式使該方法存在反應(yīng)時間長，副反應(yīng)多，產(chǎn)率低和生產(chǎn)成本高等缺點(diǎn)。

同時，該合成方法的催化劑可以為硫酸、鹽酸等，但該類催化劑存在催化劑對設(shè)備腐蝕嚴(yán)重及廢液的污染問題，同時使用濃硫酸時，當(dāng)其用量超過一定值以后常會使反應(yīng)物中的醇發(fā)生分子內(nèi)和分子間的脫水等副反應(yīng)，導(dǎo)致產(chǎn)物收率下降，顏色加深。而可分離的固體酸催化劑正在研究中，包括對甲苯磺酸、強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂、六水三氯化鐵和雜多酸等，楊水金等(楊水金，余協(xié)卿，梁永光，TiSiW₁₂O₄₀/TiO₂催化合成肉桂酸正戊酯，化工科技，2002，10(1)：8-10)采用以固載雜多酸鹽TiSiW₁₂O₄₀/TiO₂為多相催化劑催化肉桂酸與正戊醇的酯化反應(yīng)，考察了醇酸摩爾比、反應(yīng)時間、反應(yīng)溫度、催化劑用量等對反應(yīng)結(jié)果的影響，但該反應(yīng)過程存在設(shè)備復(fù)雜、反應(yīng)時間長及產(chǎn)物的分離純化操作復(fù)雜等不足。

酯交換反應(yīng)是重要的有機(jī)合成反應(yīng)，廣泛應(yīng)用于藥物合成及有機(jī)化學(xué)等領(lǐng)域，也是合成酯類的重要方法。而微波輔助有機(jī)合成是近年來發(fā)展的新型綠色合成法，是目前國內(nèi)外有機(jī)合成的研究熱點(diǎn)，離子液體催化劑則是具有無腐蝕性、無毒、不易氧化、催化活性高、產(chǎn)品易分離等優(yōu)點(diǎn)的新型的環(huán)境友好型溶劑和液體催化劑，是可設(shè)計的綠色催化劑和溶劑。目前，尚無將微波控制與離子液體催化劑共同用于酯交換反應(yīng)過程的系統(tǒng)相關(guān)研究。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述現(xiàn)有肉桂酸酯合成技術(shù)中存在的不足之處，本發(fā)明的首要目的在于提供一種催化酯交換反應(yīng)制備肉桂酸正戊酯的方法，是一種微波協(xié)同氫氧化1-丁基-3-甲基咪唑離子液體催化肉桂酸甲酯與正戊醇酯交換反應(yīng)制備肉桂酸正戊酯的方法。

本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種催化酯交換反應(yīng)制備肉桂酸正戊酯的方法，包括以下操作步驟：

在微波反應(yīng)罐中加入肉桂酸甲酯、催化劑氫氧化1-丁基-3-甲基咪唑和正戊醇，充分混勻，得到反應(yīng)原料；所述肉桂酸甲酯和正戊醇的摩爾比為1∶6～1∶12；對反應(yīng)原料進(jìn)行微波輻照5～60min，微波功率設(shè)定為100～500W，微波輻照溫度設(shè)定為90～137℃，微波輻照后經(jīng)分離得到肉桂酸正戊酯。

為了更好地實現(xiàn)本發(fā)明，所述氫氧化1-丁基-3-甲基咪唑用量為肉桂酸甲酯質(zhì)量的14～16％；所述氫氧化1-丁基-3-甲基咪唑用量優(yōu)選為肉桂酸甲酯質(zhì)量的16％。

所述肉桂酸甲酯和正戊醇的摩爾比優(yōu)選為1∶10。

所述微波輻照的時間優(yōu)選為30min。

所述微波功率優(yōu)選為300W。

所述微波輻照溫度優(yōu)選為100℃。

本發(fā)明的原理是：

離子液體是指在室溫或近室溫下完全由陰、陽離子組成的液體，一般是由特定的、體積相對較大的、結(jié)構(gòu)不對稱的有機(jī)陽離子和體積相對較小的有機(jī)或無機(jī)陰離子組成的一類有機(jī)鹽。離子液體是一種新型的環(huán)境友好型溶劑和液體催化劑，作為反應(yīng)介質(zhì)的離子液體自身具有獨(dú)特的性能，不僅可以催化有機(jī)反應(yīng)，而且在有機(jī)合成和分離純化中可取代有機(jī)溶劑，其作為溶劑具有蒸汽壓低及不易揮發(fā)等優(yōu)點(diǎn)，作為催化劑同時擁有固體酸的不揮發(fā)性和液體酸的高密度反應(yīng)活性位點(diǎn)，具有無腐蝕性、無毒、不易氧化、液態(tài)范圍寬、溶解范圍廣、穩(wěn)定性好、催化活性高、產(chǎn)品易分離及可循環(huán)利用等一系列獨(dú)特性質(zhì)，已被廣泛應(yīng)用于化學(xué)合成、分離工程和納米材料制備等領(lǐng)域。離子液體與傳統(tǒng)的溶劑和催化劑的區(qū)別主要在于其酸性和溶解性等可通過改變陰陽離子的結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)節(jié)，所以離子液體是可設(shè)計的綠色催化劑和溶劑，為解決傳統(tǒng)化學(xué)反應(yīng)高污染、低產(chǎn)率和難分離等難題帶來希望。

基于此，本發(fā)明采用微波協(xié)同氫氧化1-丁基-3-甲基咪唑離子液體催化肉桂酸甲酯與正戊醇的酯交換反應(yīng)制備肉桂酸正戊酯，具有反應(yīng)時間短、能耗低、過程簡單、后處理容易、催化劑可循環(huán)利用和對環(huán)境友好的特點(diǎn)。