[发明专利]一种基于异相催化高效绿色制备衣康酸二正丁酯的方法

说明书

本发明公开了一种异相催化高效制备衣康酸二正丁酯的方法，具体是采用一种高效的固体酸催化剂，在反应温度为100℃‑140℃、反应时间为2‑5小时下无带水剂异相催化衣康酸和正丁醇反应生成衣康酸二正丁酯；所述固体酸催化剂为氢化的大孔型的强酸型阳离子交换树脂。本发明与传统质子酸催化法相比，其特点是：1.催化效率高，反应时间短，低能耗。2.异相催化，反应产物和催化剂易分离，后处理简单。3.酯化反应温和，副反应少。4.催化剂经分离后重复利用率高。

技术领域

本发明涉及有机合成领域，进一步地说，是涉及一种基于异相催化高效环保制备衣康酸二正丁酯的方法。

背景技术

随着石化资源的日渐枯竭，生物基产品越来越引起人们的广泛关注。作为现代工业生产中一种重要的化工原料，衣康酸因其可通过生物发酵的方式从生物质资源中获取，分子结构中含有不饱和双键和活泼的羧基而倍受青睐。目前国内生产衣康酸的企业主要有青岛琅琊台集团和浙江国光生化股份有限公司，其中琅琊台集团的年产量达3万吨，是国内最大的生产企业。

衣康酸酯作为衣康酸酯化反应的产物，是合成树脂、橡胶、塑料、表面活性剂、增塑剂、除垢剂等的重要中间体，又由于其存在活泼双键，可进行聚合反应形成高分子材料而被广泛应用于合成领域。衣康酸二正丁酯是一种无色透明的油状液体，作为一种良好的共聚单体，其与乙酸乙烯酯的共聚物具有良好的隔热效果；将其添加到洗涤剂中可大大增强洗涤效果；衣康酸二正丁酯可作为一种溶剂应用于彩色照相胶乳、特种墨水等制备工艺中。此外，随着涂料、油漆、橡胶、农药、塑料等行业的不断发展，衣康酸二正丁酯将会有越来越广泛的用途。

在国内外文献中报道的，衣康酸二正丁酯通常是在浓硫酸作为催化剂下由衣康酸和正丁醇发生酯化反应而得，但由于浓硫酸的强氧化性，反应副产物多，进而导致所得产品颜色深，纯度低，此外浓硫酸腐蚀设备严重，产生废水，污染环境。且在现有的制备衣康酸二正丁酯的过程中，会添加苯、甲苯、二甲苯和环己烷等带水剂来促进反应过程中产生的水的去除，从而加快反应的正向进行，提高转化率，但是通常使用的带水剂均为有毒化学品，污染环境，并且经过后处理，也有部分残留在产品中，影响产品的色泽和性能。

发明内容

为了解决以上现有技术中的问题，本发明提出了一种取代传统浓硫酸等液体强酸均相催化衣康酸和正丁醇酯化反应制备衣康酸二正丁酯的方法，提供一种高催化效率的固体酸，在无带水剂下即能异相环保催化衣康酸和正丁醇酯化反应制备衣康酸二正丁酯。

本发明的目的是提供一种基于异相催化高效制备衣康酸二正丁酯的方法，采用氢化的大孔型强酸性阳离子交换树脂作为催化剂异相催化衣康酸和正丁醇反应生成衣康酸二正丁酯。

本发明采用高催化效率的氢化的大孔型强酸性阳离子交换树脂在无带水剂下异相环保催化衣康酸和正丁醇酯化反应制备衣康酸二正丁酯。

其中，衣康酸和正丁醇的摩尔比为1:2.5～1:4，优选1:3～1:3.5，所述大孔型强酸性阳离子交换树脂与衣康酸的质量比为1:20～1:5，优选1:10～1:8。

所述大孔型强酸性阳离子交换树脂优选为D001型大孔型强酸性阳离子交换树脂。

上述制备衣康酸二正丁酯的方法具体包括以下步骤：

a.按所述量取衣康酸和正丁醇加入反应器中，搅拌升温，待衣康酸全部溶解后，加入氢化的大孔型强酸性阳离子交换树脂，在100℃～140℃下反应2～5小时，得到衣康酸二正丁酯粗产物；

b.对反应所得粗产物进行过滤分离，得到滤液和催化剂，滤液依次经去离子水洗涤、无水硫酸钠干燥，减压蒸馏得到衣康酸二正丁酯成品；催化剂经水洗干燥后重复使用。

更具体的，