[發明專利]一種以甘油合成碳酸甘油酯的方法

無效

• 申請號: 201210517532.3
• 申請日: 2012-12-06
• 公開（公告）號: CN102952110A
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發明（設計）人: 尹曉東;秦立翠;季春偉
• 申請（專利權）人: 盤錦科隆精細化工股份有限公司
• 主分類號: C07D317/36
• 分類號: C07D317/36
• 代理公司: 沈陽世紀藍海專利事務所 21232
• 代理人: 黃玉杰

技術領域

本發明涉及一種碳酸甘油酯的合成方法,特別是以甘油尿素為原料，路易斯酸鹽為催化劑來制備碳酸甘油酯的方法。

背景技術

碳酸甘油酯是一種重要的新型化工產品，為具有羰基和羥基兩個重要活性基團的環狀碳酸酯，碳酸甘油酯可作為高極性溶劑或高聚物中間體，通過與對應的酸、酯或酸的衍生物發生酯交換反應制備其它環狀碳酸酯。碳酸甘油酯能與氧、氮、硫等親核試劑進行親核取代，可以用做制備縮水甘油的原料。還可以用作生物溶劑、聚氨酯涂料的重要組分以及應用于化妝品領域等。由于碳酸甘油酯毒性小、不揮發、可生物降解、環境友好等優點，因此在將來具有廣泛的應用前景。

美國專利USP2446145提到以甘油為原料，與光氣反應制備碳酸甘油酯。但這種方法應用的原料光氣為劇毒物質，且反應過程中產生的大量氯化氫容易造成環境污染。

US5359094報道了以硫酸銅、銅三氟乙酸等為催化劑，三甲胺、吡啶、喹啉等為溶劑，甘油與一氧化碳/氧氣反應合成碳酸甘油酯。此方法所用原料一氧化碳不穩定，易燃易爆且為毒性物質，反應時間長，反應溫度高，反應條件較為苛刻。

US2011/0245513A1報道了以氧化鋅，硫酸鎂，硫酸鎂等為催化劑，甘油和尿素發生羰基化反應制備碳酸甘油酯。通過氮氣流的方式移除反應過程中生成的氨氣，并且通過苯乙酮，乙腈等作為選擇性溶劑分離生成的碳酸甘油酯。但乙腈等有機溶劑本身成本高。

CN101717338A中報道了以甘油和碳酸二甲酯為原料，固體堿氧化鈣、氧化鍶、氫氧化鈣等為催化劑，烷烴、環烷烴、環烯烴等為恒沸劑時，以催化反應-恒沸精餾耦合的方法制備碳酸甘油酯等。以碳酸二甲酯和甘油為原料制備碳酸甘油酯，原料碳酸二甲酯毒性小，工藝簡單，反應條件溫和，副產物分離容易。但以氧化鈣為催化劑，氧化鈣容易失活流失；固定脂肪酶價格昂貴，且活性不高，反應過程時間長；且大量的碳酸二甲酯原料本身價格較高，成為該方法的限制性缺點。

發明內容

為解決已有技術生產碳酸甘油酯方法成本較高、工藝復雜且易造成環境污染等問題，本發明提出一種以甘油和尿素為原料，路易斯酸鹽為催化劑制備碳酸甘油酯的方法。

為實現發明的目的，本發明采取的技術方案是：制備碳酸甘油酯的方法，以甘油和尿素為原料，以路易斯酸鹽為催化劑，制備方法：?將甘油、尿素及硫酸鈉加入到配有冷凝管、攪拌器、溫度計、點溫度計的四口瓶中，先加熱至100℃熔化物料，真空度0.3KPa；高速攪拌下，反應5-8小時，反應溫度為100-180℃，產物經真空抽濾除去少量固體雜質得粗碳酸甘油酯；粗碳酸甘油酯通過減壓蒸餾的方法除去甘油，得純度較高的碳酸甘油酯；反應過程中產生的氨氣通過旋片油泵以及裝有稀磷酸的吸收瓶中和移除，以提高甘油的轉化率；

????本發明的有益效果是:?本發明以甘油合成碳酸甘油酯的方法，反應過程中無需加入其他溶劑，反應過程中產生的氨氣通過旋片油泵以及裝有酸的吸收瓶中和移除，提高了甘油的轉化率；反應原料無毒，廉價易得成本低；甘油轉化率高，雜質少，工藝簡單，后續分離純化容易，且分離的甘油可回收重復利用。

下面結合實施例對本發明做進一步說明。

具體實施方式

實施例1

取1mol甘油92g和1mol尿素60g，催化劑硫酸鈉1.8g，放入配置到配有冷凝管，攪拌器，溫度計，節點溫度計的四口瓶中，先加熱至100℃熔化物料，真空度0.3KPa。高速攪拌下，反應5小時，反應溫度為120℃，收集到粗碳酸甘油酯122g。粗碳酸甘油酯通過減壓蒸餾的方法除去少量甘油，得到碳酸甘油酯112g。碳酸甘油酯收率73%，氣相色譜圖結果顯示，碳酸甘油酯純度95%.

實施例2

取1mol甘油92g和1mol尿素60g，催化劑硫酸鈉1.8g，放入配置到配有冷凝管，攪拌器，溫度計，節點溫度計的四口瓶中，先加熱至100℃熔化物料，真空度0.3KPa。高速攪拌下，反應5小時，反應溫度為140℃，收集到粗碳酸甘油酯125g。粗碳酸甘油酯通過減壓蒸餾的方法除去少量甘油，得到碳酸甘油酯116g。碳酸甘油酯收率76%，氣相色譜圖結果顯示，碳酸甘油酯純度97%.

實施例3

取1mol甘油92g和1mol尿素60g，催化劑硫酸鈉1.8g，放入配置到配有冷凝管，攪拌器，溫度計，節點溫度計的四口瓶中，先加熱至100℃熔化物料，真空度0.3KPa。高速攪拌下，反應8小時，反應溫度為140℃，收集到粗碳酸甘油酯126g。粗碳酸甘油酯通過減壓蒸餾的方法除去少量甘油，得到碳酸甘油酯118g。碳酸甘油酯收率77%，氣相色譜圖結果顯示，碳酸甘油酯純度97%。