[发明专利]一种用于制备叔烷基酯的催化剂

说明书

本发明涉及一种用于制备叔烷基酯的催化剂，所述叔烷基酯的结构如式(I)所示，由如式(II)所示结构的化合物与ROH在催化量的所述催化剂作用下制得，制备过程中需蒸除反应所产生的R₁OH，并补充ROH；其中，R选自叔烷基或叔环烷基；R₁选自甲基或乙基；n＝1，A选自取代或未取代的烷基、环烷基、芳基或芳烷基；或n＝2，A选自取代或未取代的亚烷基、亚环烷基、亚芳基或亚芳烷基；所述催化剂为R₂OLi；其中，R₂选自甲基、乙基、丙基或异丙基，或R₂＝R。本发明不同于现有技术，采用醇锂作为催化剂，叔烷基酯制备工艺的收率可达90‑95％，同时产品的纯度高于98％，具有明显的成本优势；同样地，本发明还具有反应温和、工艺安全可控、环保等诸多优势，明显优于现有技术。

技术领域

本发明涉及化工制备技术领域，尤其涉及一种用于制备叔烷基酯的催化剂。

背景技术

通过羧酸与伯醇或仲醇反应制备伯烷基酯或仲烷基酯的方法并不适用于叔烷基酯的制备，这是因为空间位阻以及副反应的发生，导致产物的收率较低。

US5914426(1999年)公开了采用质子酸性催化剂，通过丁二酸或酸酐与异丁烯反应，合成丁二酸二叔丁酯。但由于异丁烯在酸性催化剂存在下易发生聚合反应，因此会不可避免地产生大量副产物，产物收率为79-86％，同时分离副产物会增加成本。

CN103804190B(2014年)公开了采用氢氧化锂和碳酸铯组成的混合物作为催化剂，丁二酸二甲酯或丁二酸二乙酯与烷基叔醇反应，合成丁二酸二叔烷基酯，收率为76-86％。这是因为LiOH和碳酸铯组成的混合物在溶剂体系中溶解度很低，难以催化反应。

现有技术还有采用金属锂、金属钠、氨基锂、甲醇钠或乙醇钠等作为催化剂。金属参与反应时，难以控制放热，有氢气产生，具有较高的安全风险；氨基锂会产生有毒的氨气，导致操作环境恶劣；醇钠更易导致克莱森酯缩合副反应的发生，因而降低收率。

从机理角度而言，金属锂或金属钠本身对反应并没有催化作用。由于酯交换反应通常选用甲酯或乙酯作为原料，因此反应过程中产生甲醇(或乙醇)，金属锂或金属钠与甲醇(或乙醇)反应生成了具有催化作用的甲醇锂(或乙醇锂)或甲醇钠(或乙醇钠)。由于甲醇锂(或乙醇锂)的空间位阻小于烷基叔醇锂，从而更易导致克莱森酯缩合副反应，降低收率；醇钠的碱性较醇锂更强，更易导致克莱森酯缩合副反应，收率更低。另外，由于酯交换反应是在高温下进行的，金属与产生的甲醇或乙醇的反应放热难以控制，同时产生的氢气会提高安全风险。

因此，亟需一种用于制备叔烷基酯的催化剂。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种用于制备叔烷基酯的催化剂。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

提供一种用于制备叔烷基酯的催化剂，所述叔烷基酯的结构如式(I)所示，由如式(II)所示结构的化合物与ROH在催化量的所述催化剂作用下制得，制备过程中需蒸除反应所产生的R₁OH，并补充ROH；

其中，R选自叔烷基或叔环烷基；R₁选自甲基或乙基；

n＝1，A选自取代或未取代的烷基、环烷基、芳基或芳烷基；或

n＝2，A选自取代或未取代的亚烷基、亚环烷基、亚芳基或亚芳烷基；

所述催化剂为R₂OLi；

其中，R₂选自甲基、乙基、丙基或异丙基，或R₂＝R。

优选地，所述R选自C₄-C₁₁的叔烷基或叔环烷基。