專利名稱：乙酰檸檬酸三正丁酯的催化合成方法
技術領域：
本發(fā)明涉及乙酰檸檬酸三正丁酯的催化合成方法。
背景技術：
乙酰檸檬酸三正丁酯是可以用于食品包裝、醫(yī)藥器具、兒童玩具、個人衛(wèi)生用品等塑料加工行業(yè)的新型無毒添加劑、增塑劑，對PVC、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物等塑料有良好的相容性，經(jīng)其增塑后的塑料具有低溫繞曲性好，在熔封時對熱穩(wěn)定、耐光、耐水、耐寒。
文獻上給出的乙酰檸檬酸三正丁酯的催化合成方法中，主要在于催化劑的不同，不同的催化劑合成乙酰檸檬酸三正丁酯的效果不一，而且精制的工藝也不盡相同。有采用對甲苯磺酸、氨基磺酸、吡啶等作為催化劑合成乙酰檸檬酸三正丁酯，產(chǎn)品的精制比較復雜，催化劑與產(chǎn)品不易分離，產(chǎn)品質(zhì)量難以保證，而且催化劑不能回收利用，生產(chǎn)成本明顯提高；也有采用負載型固體超強酸作為催化劑合成乙酰檸檬酸三正丁酯，催化劑的制備復雜，價格昂貴，檸檬酸三丁酯的轉化率也不高，給產(chǎn)品精制帶來困難；還有采用濃硫酸、濃鹽酸等無機強酸作為催化劑合成乙酰檸檬酸三正丁酯，但是上述催化劑對設備腐蝕嚴重，副反應多，產(chǎn)品的精制比較復雜，催化劑與產(chǎn)品不易分離，產(chǎn)品質(zhì)量難以保證，催化劑不能回收利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種工藝簡單、產(chǎn)品純度高、利于降低生產(chǎn)成本、適合工業(yè)化生產(chǎn)的乙酰檸檬酸三正丁酯的催化合成方法。
本發(fā)明的乙酰檸檬酸三正丁酯的催化合成方法，包括以下步驟1)將檸檬酸三正丁酯和乙酸酐連同催化劑一起加入到置于水浴中的三口燒瓶里，檸檬酸三正丁酯與乙酸酐的摩爾比為1∶1.5～3.0，催化劑的用量為檸檬酸三丁酯質(zhì)量的1～7％，在50℃～100℃溫度下，攪拌反應15～120min，得到乙酰檸檬酸三丁酯粗品；2)將上述粗品過濾回收催化劑后，減壓蒸餾回收乙酸酐和乙酸，再經(jīng)過去離子水洗滌、5％～20％堿的水溶液洗滌、然后水洗至水相呈中性，減壓蒸餾除去水分，即可。
本發(fā)明中所述的催化劑可以采用無機酸鹽或轉化成H型的陽離子交換樹脂。其中無機酸鹽可以是硫酸氫鈉或硫酸氫鉀；轉化成H型的陽離子交換樹脂可以是H型大孔強酸性陽離子交換樹脂、H型強酸性陽離子交換樹脂或H型弱酸性陽離子交換樹脂。所說的堿的水溶液可以采用碳酸鈉、氫氧化鈉或碳酸氫鈉水溶液。
上述方法中的過濾回收催化劑采用抽濾，因為常溫下乙酰檸檬酸三正丁酯的黏度很大，如果采用普通的過濾，速度太慢。
乙?；^程的反應方程式為 本發(fā)明制得的產(chǎn)品的分析方法采用Agilent6890N氣相色譜儀分析乙酰檸檬酸三正丁酯的收率和純度。色譜柱HP-5 5％ Phenyl Methyl SiloxaneCapillary 30.0m×320μm×0.25μm，F(xiàn)ID檢測，檢測器溫度280℃，程序升溫，150℃保持2min，再以15℃/min升到260℃，分流比100∶1，空氣流量300ml/min，H2流量30ml/min，載氣為99.999％N2OO，流量1ml/min，進樣口溫度270℃。
本發(fā)明采用的合成乙酰檸檬酸三正丁酯的方法簡單，所用的催化劑廉價易得，制備簡單，催化性能優(yōu)良，并且能夠循環(huán)利用。采用本發(fā)明的方法在適宜的條件下，能使原料檸檬酸三正丁酯基本轉化完全，避免了檸檬酸三正丁酯和乙酰檸檬酸三正丁酯分離困難的問題，在簡單的工藝條件下可以得到高純度的乙酰檸檬酸三正丁酯，得到的乙酰檸檬酸三正丁酯純度經(jīng)氣相色譜分析在99％以上。
具體實施例方式
以下結合實施例進一步說明本發(fā)明。下述實施例只是為了說明發(fā)明的內(nèi)容，而不是將本發(fā)明限制在所說明的具體實施方式
。
實施例1按檸檬酸三正丁酯與乙酸酐摩爾比為1∶1.8，稱取檸檬酸三正丁酯18.02g，乙酸酐9.18g，催化劑硫酸氫鈉0.54g，加入三口燒瓶里，置于水浴中，保持反應液溫度為60℃，攪拌反應90min，得到乙酰檸檬酸三丁酯的收率為99.3％，氣相色譜圖上沒有檸檬酸三正丁酯的峰，說明檸檬酸三正丁酯已經(jīng)完全轉化。將反應得到的粗產(chǎn)品抽濾回收催化劑后，減壓蒸餾回收乙酸酐和乙酸，再經(jīng)過去離子水洗滌、5％的碳酸鈉水溶液洗滌、然后水洗至水相呈中性，減壓蒸餾除去水分，即得乙酰檸檬酸三正丁酯。氣相色譜分析乙酰檸檬酸三正丁酯的純度在99％以上。
實施例2按檸檬酸三正丁酯與乙酸酐摩爾比為1∶1.5，稱取檸檬酸三正丁酯18.02g，乙酸酐7.65g，催化劑硫酸氫鉀0.90g，加入三口燒瓶里，置于水浴中，保持反應液溫度為70℃，攪拌反應60min，得到乙酰檸檬酸三正丁酯的收率為99.5％，氣相色譜圖上也沒有檸檬酸三正丁酯的峰，說明檸檬酸三正丁酯已經(jīng)完全轉化。將反應得到的粗產(chǎn)品抽濾回收催化劑后，減壓蒸餾回收乙酸酐和乙酸，再經(jīng)過去離子水洗滌、10％的氫氧化鈉水溶液洗滌、然后水洗至水相呈中性，減壓蒸餾除去水分，即得乙酰檸檬酸三正丁酯。氣相色譜分析乙酰檸檬酸三正丁酯的純度在99％以上。
實施例3按檸檬酸三正丁酯與乙酸酐摩爾比為1∶1.8，稱取檸檬酸三正丁酯18.02g，乙酸酐9.18g，催化劑H型大孔強酸性陽離子交換樹脂0.54g，加入三口燒瓶里，置于水浴中，保持反應液溫度為50℃，攪拌反應45min，得到乙酰檸檬酸三正丁酯的收率為99.4％，氣相色譜圖上沒有檸檬酸三正丁酯的峰，說明檸檬酸三正丁酯已經(jīng)完全轉化。將反應得到的粗產(chǎn)品抽濾回收催化劑后，減壓蒸餾回收乙酸酐和乙酸，再經(jīng)過去離子水洗滌、10％的碳酸氫鈉水溶液洗滌、然后水洗至水相呈中性，減壓蒸餾除去水分，即得乙酰檸檬酸三正丁酯。氣相色譜分析乙酰檸檬酸三正丁酯的純度在99％以上。
實施例4按檸檬酸三正丁酯與乙酸酐摩爾比為1∶3，稱取檸檬酸三正丁酯18.02g，乙酸酐15.30g，催化劑H型弱酸性陽離子交換樹脂0.90g，加入三口燒瓶里，置于水浴中，保持反應液溫度為70℃，攪拌反應15min，得到乙酰檸檬酸三正丁酯的收率為99.8％，氣相色譜圖上沒有檸檬酸三正丁酯的峰，說明檸檬酸三正丁酯已經(jīng)完全轉化。將反應得到的粗產(chǎn)品抽濾回收催化劑后，減壓蒸餾回收乙酸酐和乙酸，再經(jīng)過去離子水洗滌、10％的氫氧化鈉水溶液洗滌、然后水洗至水相呈中性，減壓蒸餾除去水分，即得乙酰檸檬酸三正丁酯。氣相色譜分析乙酰檸檬酸三正丁酯的純度在99％以上。
實施例5按檸檬酸三正丁酯與乙酸酐摩爾比為1∶2，稱取檸檬酸三正丁酯18.02g，乙酸酐10.20g，催化劑H型強酸性陽離子交換樹脂0.18g，加入三口燒瓶里，置于水浴中，保持反應液溫度為80℃，攪拌反應120min，得到乙酰檸檬酸三正丁酯的收率為99.6％，氣相色譜圖上沒有檸檬酸三正丁酯的峰，說明檸檬酸三正丁酯已經(jīng)完全轉化。將反應得到的粗產(chǎn)品抽濾回收催化劑后，減壓蒸餾回收乙酸酐和乙酸，再經(jīng)過去離子水洗滌、20％的碳酸氫鈉水溶液洗滌、然后水洗至水相呈中性，減壓蒸餾除去水分，即得乙酰檸檬酸三正丁酯。氣相色譜分析乙酰檸檬酸三正丁酯的純度在99％以上。
權利要求
1.乙酰檸檬酸三正丁酯的催化合成方法，其特征是包括以下步驟1)將檸檬酸三正丁酯和乙酸酐連同催化劑一起加入到置于水浴中的三口燒瓶里，檸檬酸三正丁酯與乙酸酐的摩爾比為1∶1.5～3.0，催化劑的用量為檸檬酸三正丁酯質(zhì)量的1～7％，在50℃～100℃溫度下，攪拌反應15～120min，得到乙酰檸檬酸三正丁酯粗品；2)將上述粗品抽濾回收催化劑后，減壓蒸餾回收乙酸酐和乙酸，再經(jīng)過去離子水洗滌、5％～20％的堿的水溶液洗滌、然后水洗至水相呈中性，減壓蒸餾除去水分，即可。
2.根據(jù)權利要求1所述的乙酰檸檬酸三正丁酯的催化合成方法，其特征在于所說的催化劑是無機酸鹽或轉化成H型的陽離子交換樹脂。
3.根據(jù)權利要求2所述的乙酰檸檬酸三正丁酯的催化合成方法，其特征在于所說的無機酸鹽是硫酸氫鈉或硫酸氫鉀。
4.根據(jù)權利要求2所述的乙酰檸檬酸三正丁酯的催化合成方法，其特征在于所說的轉化成H型的陽離子交換樹脂是H型大孔強酸性陽離子交換樹脂、H型強酸性陽離子交換樹脂或H型弱酸性陽離子交換樹脂。
5.根據(jù)權利要求1所述的乙酰檸檬酸三正丁酯的催化合成方法，其特征在于所說的堿的水溶液是碳酸鈉、氫氧化鈉或碳酸氫鈉水溶液。
全文摘要
本發(fā)明公開了乙酰檸檬酸三正丁酯的催化合成方法，其步驟如下1)將檸檬酸三正丁酯和乙酸酐連同催化劑一起加入到置于水浴中的三口燒瓶里，攪拌反應，得到乙酰檸檬酸三正丁酯粗品；2)將上述粗品抽濾回收催化劑后，減壓蒸餾回收乙酸酐和乙酸，再經(jīng)去離子水洗滌、堿的水溶液洗滌、然后水洗至水相呈中性，減壓蒸餾除去水分。本發(fā)明方法簡單，所用的催化劑廉價易得，制備簡單，催化性能優(yōu)良，并且能夠循環(huán)利用。采用本發(fā)明的方法在適宜的條件下，能使原料檸檬酸三正丁酯基本轉化完全，避免了檸檬酸三正丁酯和乙酰檸檬酸三正丁酯分離困難的問題，得到的乙酰檸檬酸三正丁酯純度經(jīng)氣相色譜分析在99％以上。
文檔編號C07C69/00GK1709854SQ20051005043
公開日2005年12月21日 申請日期2005年6月24日 優(yōu)先權日2005年6月24日
發(fā)明者何潮洪, 謝春和, 金偉光 申請人:浙江大學