[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于異相催化高效綠色制備衣康酸二正丁酯的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710817584.5
• 申請(qǐng)日: 2017-09-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109485563A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張立群;吳浩杰;王潤(rùn)國(guó);雷巍巍;耿漪亭;張奇男
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京化工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C07C67/08
• 分類(lèi)號(hào): C07C67/08;C07C69/593
• 代理公司: 北京知舟專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙) 11550
• 代理人: 趙宇

本發(fā)明公開(kāi)了一種異相催化高效制備衣康酸二正丁酯的方法，具體是采用一種高效的固體酸催化劑，在反應(yīng)溫度為100℃?140℃、反應(yīng)時(shí)間為2?5小時(shí)下無(wú)帶水劑異相催化衣康酸和正丁醇反應(yīng)生成衣康酸二正丁酯；所述固體酸催化劑為氫化的大孔型的強(qiáng)酸型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。本發(fā)明與傳統(tǒng)質(zhì)子酸催化法相比，其特點(diǎn)是：1.催化效率高，反應(yīng)時(shí)間短，低能耗。2.異相催化，反應(yīng)產(chǎn)物和催化劑易分離，后處理簡(jiǎn)單。3.酯化反應(yīng)溫和，副反應(yīng)少。4.催化劑經(jīng)分離后重復(fù)利用率高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及有機(jī)合成領(lǐng)域，進(jìn)一步地說(shuō)，是涉及一種基于異相催化高效環(huán)保制備衣康酸二正丁酯的方法。

背景技術(shù)

隨著石化資源的日漸枯竭，生物基產(chǎn)品越來(lái)越引起人們的廣泛關(guān)注。作為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中一種重要的化工原料，衣康酸因其可通過(guò)生物發(fā)酵的方式從生物質(zhì)資源中獲取，分子結(jié)構(gòu)中含有不飽和雙鍵和活潑的羧基而倍受青睞。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)衣康酸的企業(yè)主要有青島瑯琊臺(tái)集團(tuán)和浙江國(guó)光生化股份有限公司，其中瑯琊臺(tái)集團(tuán)的年產(chǎn)量達(dá)3萬(wàn)噸，是國(guó)內(nèi)最大的生產(chǎn)企業(yè)。

衣康酸酯作為衣康酸酯化反應(yīng)的產(chǎn)物，是合成樹(shù)脂、橡膠、塑料、表面活性劑、增塑劑、除垢劑等的重要中間體，又由于其存在活潑雙鍵，可進(jìn)行聚合反應(yīng)形成高分子材料而被廣泛應(yīng)用于合成領(lǐng)域。衣康酸二正丁酯是一種無(wú)色透明的油狀液體，作為一種良好的共聚單體，其與乙酸乙烯酯的共聚物具有良好的隔熱效果；將其添加到洗滌劑中可大大增強(qiáng)洗滌效果；衣康酸二正丁酯可作為一種溶劑應(yīng)用于彩色照相膠乳、特種墨水等制備工藝中。此外，隨著涂料、油漆、橡膠、農(nóng)藥、塑料等行業(yè)的不斷發(fā)展，衣康酸二正丁酯將會(huì)有越來(lái)越廣泛的用途。

在國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)中報(bào)道的，衣康酸二正丁酯通常是在濃硫酸作為催化劑下由衣康酸和正丁醇發(fā)生酯化反應(yīng)而得，但由于濃硫酸的強(qiáng)氧化性，反應(yīng)副產(chǎn)物多，進(jìn)而導(dǎo)致所得產(chǎn)品顏色深，純度低，此外濃硫酸腐蝕設(shè)備嚴(yán)重，產(chǎn)生廢水，污染環(huán)境。且在現(xiàn)有的制備衣康酸二正丁酯的過(guò)程中，會(huì)添加苯、甲苯、二甲苯和環(huán)己烷等帶水劑來(lái)促進(jìn)反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的水的去除，從而加快反應(yīng)的正向進(jìn)行，提高轉(zhuǎn)化率，但是通常使用的帶水劑均為有毒化學(xué)品，污染環(huán)境，并且經(jīng)過(guò)后處理，也有部分殘留在產(chǎn)品中，影響產(chǎn)品的色澤和性能。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決以上現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種取代傳統(tǒng)濃硫酸等液體強(qiáng)酸均相催化衣康酸和正丁醇酯化反應(yīng)制備衣康酸二正丁酯的方法，提供一種高催化效率的固體酸，在無(wú)帶水劑下即能異相環(huán)保催化衣康酸和正丁醇酯化反應(yīng)制備衣康酸二正丁酯。

本發(fā)明的目的是提供一種基于異相催化高效制備衣康酸二正丁酯的方法，采用氫化的大孔型強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂作為催化劑異相催化衣康酸和正丁醇反應(yīng)生成衣康酸二正丁酯。

本發(fā)明采用高催化效率的氫化的大孔型強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂在無(wú)帶水劑下異相環(huán)保催化衣康酸和正丁醇酯化反應(yīng)制備衣康酸二正丁酯。

其中，衣康酸和正丁醇的摩爾比為1:2.5～1:4，優(yōu)選1:3～1:3.5，所述大孔型強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂與衣康酸的質(zhì)量比為1:20～1:5，優(yōu)選1:10～1:8。

所述大孔型強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂優(yōu)選為D001型大孔型強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。

上述制備衣康酸二正丁酯的方法具體包括以下步驟：

a.按所述量取衣康酸和正丁醇加入反應(yīng)器中，攪拌升溫，待衣康酸全部溶解后，加入氫化的大孔型強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，在100℃～140℃下反應(yīng)2～5小時(shí)，得到衣康酸二正丁酯粗產(chǎn)物；

b.對(duì)反應(yīng)所得粗產(chǎn)物進(jìn)行過(guò)濾分離，得到濾液和催化劑，濾液依次經(jīng)去離子水洗滌、無(wú)水硫酸鈉干燥，減壓蒸餾得到衣康酸二正丁酯成品；催化劑經(jīng)水洗干燥后重復(fù)使用。

更具體的，