[发明专利]丁二酸二异丙酯的合成方法

说明书

本发明公开了丁二酸二异丙酯的合成方法。该合成方法以丁二酸酐和异丙醇为原料，采用管式反应器使用酸性树脂和纳米固体超强酸为催化剂进行分段催化连续化生产丁二酸二异丙酯，该方法利用酸性树脂催化剂和固体超强酸不同的酸性以及催化活性，进行分段进行催化，从而达到了反应产率高、产品纯度高、产物易纯化的效果。本发明的制备方法绿色环保、制备简单、低成本、收率高以及纯度高，适于大规模工业化生产。

技术领域

本发明涉及丁二酸二异丙酯的合成方法，具体涉及管式反应器使用不同的催化剂进行分段催化连续化生产丁二酸二异丙酯的方法。

背景技术

丁二酸二异丙酯又名琥珀酸二异丙酯(DIPS)，属脂肪族羧酸类衍生物。主要用于有机颜料、医药、香料中间体、食品添加剂、农产品加工、气相色谱固定液等领域。20世纪80年代初，汽巴精化公司首次将丁二酸二异丙酯应用于一种全新高性能有机颜料——分子中含有1,4-二酮吡咯并吡咯的结构(DPP颜料)。丁二酸二酯类化合物的耐光耐热耐溶剂性较好，通过颜料化处理后，它的着色力高，色光鲜艳，并且其分散性很好。1986年，该公司根据其结构特性，实现了DPP颜料的工业化。随着现在国内越来越多的生产厂家开始实现DPP颜料类的化工生产，市场上涂料、油墨、塑料以及橡胶等有机颜料需要量越来越大，而生产丁二酸二异丙酯的厂家全世界也只有少数。因此丁二酸二异丙酯的制备将会有一个较大的发展空间。

传统用于丁二酸二异丙酯的催化剂有浓硫酸、吸附高氯酸铁的硅胶和五氧化二磷。浓硫酸可造成环境污染，且腐蚀性强；高氯酸铁-硅胶处理复杂、价格较贵；五氧化二磷催化合成的丁二酸二异丙酯收率极低(只有10％)。鉴于以上缺点，后来改进为以丁二酸和异丙醇为原料及对甲基苯磺酸为催化剂，催化合成丁二酸二异丙酯，但是该催化剂具有腐蚀性强、后处理废水多、催化剂不能重复使用、对环境污染严重、分离困难等缺点。用大孔离子交换树脂为酯化催化剂合成丁二酸二异丙酯，但是该催化剂的反应时间为32h，耗时长，并且使用了有机溶剂作带水剂，限制了其应用。将离子液体吡啶硫酸氢盐([HPy]HSO4)应用于催化合成丁二酸二异丙酯的研究，催化剂重复使用10次，活性无明显降低。但是该离子液体的催化剂催化合成丁二酸二异丙酯的收率较低，仅有为82.8％，且离子液体的成本较高，使得整体工艺成本高。

因此，开发新的合成方法对于提高丁二酸二异丙酯的产量具有重要意义。

发明内容

本发明的主要目的在于提供丁二酸二异丙酯的新合成方法，以丁二酸酐和异丙醇为原料，采用管式反应器使用不同的催化剂进行分段催化连续化生产丁二酸二异丙酯，该方案具有绿色环保、制备简单、低成本、收率高、纯度高等优点。其具体技术方案如下：

丁二酸二异丙酯的合成方法，包含如下步骤：

(1)将酸性树脂催化剂用异丙醇处理，去除催化剂的水分。然后将酸性树脂催化剂装填在反应塔(1)和反应塔(2)中，装填系数控制在70％，预留膨胀空间。

(2)将固体超强酸装填在反应塔(3)中，装填系数控制在30％。

(3)将反应物料丁二酸酐和异丙醇预热后混合，以设定的摩尔比，空速依次通过3个串联的反应塔。

(4)冷却水采用逆流方式同时对3个反应塔进行换热,带走多余反应热量控制反应温度。

(5)产物用蒸馏塔蒸馏纯化。

上述技术方案中：

酸性树脂催化剂优选D001，D005，S54，A35，A36，A45等，更优选A35和A45，最优选为A45；