[发明专利]衣康酸单丁酯的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及单酯的制备，具体涉及一种衣康酸单丁酯的制备方法。

背景技术

在化学工业中，生成酯的一种较为普遍的方法就是在酸性催化剂的存在下，羧酸与烷基醇进行酯化反应，制得相应的羧酸酯产品。由于酯化反应是一种典型的可逆反应，为了提高反应的转化率，必须加大原料配比或是及时除去反应生成的水。

目前二元酸用于制造单酯的方法，文献资料报道的不多。二元酸与醇反应生成单酯也同样为酯化反应，关键部分为控制双酯含量。也就是在反应过程中配比的控制、反应温度的控制、反应催化剂的控制以及在后续工序的提纯。一般情况下温度越高，反应速率越快，反应时间越短。但是反应温度高，副反应也就越多。

现有衣康酸单丁酯的制造通常是以衣康酸和正丁醇为原料，在催化剂的作用下，使衣康酸与正丁醇酯化反应脱去一份子水来制备，其主要反应方程式如下：

因为衣康酸本身具有C＝C不饱和双键，在强酸性催化剂和高温条件下很容易发生聚合副反应，影响反应收率以及给后续提纯工序带来麻烦，所以为提高产品的收率，并不是温度的选择越高越好或反应物料的过剩越多越好的问题，而是反应的过程终点的选择性问题。

反应终点过早，必然导致未反应的衣康酸过多，反应终点过迟，必然会有副产物衣康酸二丁酯和一些聚合物产生，这些副产物的产生，给后续提纯工序加大难度。

目前，利用衣康酸和正丁醇工业化生产衣康酸单丁酯，其产率很低且所得产品纯度也很低，因此开发高纯度的衣康酸单丁酯具有很重要的实用价值。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种产率高、产物纯度高、工艺简单、成本低，且可实现工业化生产的衣康酸单丁酯的制备方法。

本发明的上述目的是通过如下方案予以实现的：

一种衣康酸单丁酯的制备方法，该方法是在常压条件下，以衣康酸和正丁醇为原料，同时加以合适的反应助剂，在一定温度下发生酯化反应，反应一段时间后结束酯化反应，向反应产物体系中加入水，经水洗和萃取处理后，收集有机相，将该有机相进行真空脱水处理后，所得粗产品再经过低温结晶处理，离心分离后所得结晶体即为成品，也就是所需衣康酸单丁酯。

上述衣康酸单丁酯的制备方法中，反应原料的用量选择、反应助剂的选择及其用量的优化、酯化反应温度和反应时间的选择、反应产物的后续处理等，均对本发明产物的产率和纯度有很大影响，因此，本发明人对这些因素进行了大量的试验摸索后，得到如下数据，采用如下优化数据，可得到高产率高纯度的衣康酸单丁酯。

上述衣康酸单丁酯的制备方法中，衣康酸和正丁醇的摩尔比为1∶(0.9～1.3)。

上述衣康酸单丁酯的制备方法中，所述合适的反应助剂是指催化剂、阻聚剂和带水剂，其中：

催化剂采用对甲苯磺酸、醋酸钠或硫酸氢钠，催化剂的用量为总物料量的0.1～0.2％，所述总物料量是指反应前的衣康酸、正丁醇、催化剂、阻聚剂和带水剂这五种物料的总质量；

阻聚剂采用对羟基苯甲醚、对苯二酚或酚噻嗪，其用量为总物料量的0.05～0.2％，优选0.05～0.1％；

带水剂的作用是带水和控制反应温度，带水剂可采用石油醚、环己烷或甲苯，其用量为总物料量的10～20％，优选环己烷。

上述衣康酸单丁酯的制备方法中，酯化反应的温度为80～130℃，优选90～120℃。

上述衣康酸单丁酯的制备方法中，酯化反应的时间为4～8小时，优选5～7小时。

上述衣康酸单丁酯的制备方法中，酯化反应结束后，向反应产物体系中加入水，搅拌后静置萃取，收集有机相，通过水萃取将反应产物体系中未反应的衣康酸去除。

上述衣康酸单丁酯的制备方法中，将上述经过水萃取后收集的有机相进行真空脱水处理，通过真空脱水处理可去除反应产物体系中的带水剂和未反应的正丁醇。

上述衣康酸单丁酯的制备方法中，真空脱水处理后所得粗产品中含有衣康酸二丁酯、部分聚合的衣康酸酯和未蒸馏彻底的丁醇，此时，本发明人利用衣康酸单丁酯的物理化学性质，低温下衣康酸单丁酯结晶，而其他混合物不结晶，对前述粗产品进行低温结晶处理，将所需的衣康酸单丁酯从反应产物的混合体系中分离出来，结晶温度采用7～16℃，优选10～12℃。经过低温结晶处理，衣康酸单丁酯已经为晶体，而衣康酸二丁酯还是液体，只需要再进行离心处理将固液分离，即可得到所需的衣康酸单丁酯。

上述衣康酸单丁酯的制备方法中，最终得到的衣康酸单丁酯其收率很高，可高达60～75％，而且纯度也很高，可达97％以上。