采用离子流体进行酯化反应的工艺制造技术

描述了在离子流体的存在下由有机羧酸制备有机羧酸酯的工艺，该有机羧酸选自包括乙酸、丙酸和丁酸的一组羧酸中。由季铵盐和提供氢供体化合物的反离子得到的离子液体被用作酸催化剂，用于羧酸和醇的酯化反应。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】采用离子流体进行酯化反应的工艺 本申请是申请日为2012年5月12日、申请号为201280025615. 9、专利技术名称为"采 用酸催化剂进行水解和酯化反应"的申请的分案申请。 专利
本专利技术涉及一种在离子流体的存在下由有机羧酸制备有机羧酸酯的工艺。 背景 例如，粘性熔融盐就是一种离子液体，呈液态或低于环境温度。在过去二十年，离 子液体体系在作为溶剂、共溶剂和催化剂的多项应用中，因具有多种引人瞩目及有用的特 性和用途，已得到深入使用。在电化学、化合物的合成、染料、电池、燃料电池、光伏设备、电 沉积工艺、半导体清洁、热解、气化和涉及纤维素溶解应用等众多领域，离子液体体系已成 功取代了传统的分子溶剂。 用离子液体取代传统的分子酸催化剂的需求起因于发展环保性工艺的迫切要求。 离子液体表现出非常低的蒸气压或零蒸气压，因此，不同于许多传统的分子溶剂，离子液体 不会产生任何蒸气。 现有的知识： 美国专利5892124公开了季铵或磷鑰基离子液体，其通式为Q+A，其中A表示各种 阴离子，包括四氯铝酸根和三氯锌酸根，并针对戴阿德尔（Dies-Alder)反应，公开了离子 液体体系的可行性。 美国专利6573405公开了通过式RfRfWX的季铵化合物（或其中的两个或多 个混合物）与锌、锡或铁的卤化物（或其中的两个或多个混合物）反应，形成季铵基离子化 合物，并公开了从胆碱盐酸盐和氯化锌中得到的首选离子化合物，旨在应用于电化学、电沉 积、电致变色和金属氧化物的溶解、电池以及戴阿德尔反应。 另一项美国专利7183433公开了从式RfRYN+X的季铵化合物（或其中的两个或 多个混合物）与尿素反应得到的季铵基离子化合物，如胆碱盐酸盐与尿素反应。类似地，还 尝试用具体的氢供体化合物（选自羧酸、酰胺、醚、酯、醛、酮、醇以及碳水化合物）来合成式 的季铵化合物的离子液体。式R4????的季铵化合物中的阴离子为氯化物、 硝酸根和四硼酸根。上述美国专利还公开了通过随对称胺盐改变阴离子的阴离子X效应。 用离子交换树脂来水解烷基酯，如乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯和乙酸正丁酯， 旨在产生甲醇和乙酸。此类水解反应是平衡反应，如果不脱除反应中形成的醇，反应不会继 续。因此，反应中形成的醇将随反应物一起，以共沸物的形式被连续脱除。这会造成每批混 合物的转化率不高。而且，还需要高温，才能连续脱除反应过程中形成的醇。 采用离子交换树脂水解烷基酯的反应已在多个专利文件中有报告，如中国专利 1343649、中国专利1377873、中国专利1380273、中国专利2536587、中国专利101130482、 中国专利1927792、中国专利101012162、中国专利101306981、中国专利101348415、中国 专利101186575、中国专利101209955、中国专利101244982、中国专利101704733、中国专 利101481293和韩国专利100888065、日本专利53031608、日本专利56007739、日本专利 59036631、日本专利10139716、日本专利2007210980、英国专利687902、英国专利826240、 美国专利2511467、美国专利2936321、美国专利3239572、美国专利3317593、美国专利 4352940、美国专利5113015、美国专利5235102、美国专利5770770、美国专利651846以及美 国专利申请2002/0183549、美国专利申请2008/0128262和美国专利申请2010/0041919。在 所有上述此类专利/专利申请中，采用离子交换树脂水解烷基酯的反应器构造各式各样， 如固定床、反应式精馏塔，反应温度范围为50-150°C，旨在通过连续回流式精馏，使反应得 以继续。 众所周知，酯化醇类和羧酸类以生成相关的烷基酯的反应是在酸催化剂中进行。 采用阳离子交换树脂以促使酯化反应的报告很多。但很少有工艺使用无机酸，而大多数都 使用硫酸和有机催化剂，如磷酸、对甲苯磺酸（PTSA)等。有时也采用酸性无机催化剂。先 有技术中酯化醇的方法是在50-150°C的温度范围内进行。酯化反应是平衡反应，因此，非常 希望脱除其中一种产物，使反应得以继续，从而提高转化率。 在欧洲专利0087870、美国专利2719166、美国专利3014066、美国专利4435595、 美国专利4481146、美国专利4939294、美国专利5430178、美国专利5518699、美国专利 5998658、美国专利4939294、美国专利5430178、美国专利5518699、美国专利5998658、美国 专利6028215、美国专利6458992、美国专利6693123和美国专利申请2006/0041162中报告 的酯化反应包括高温反应，旨在取得可接受的单次转化率，结果导致大回流比。 但是，迄今所报告的反应存在许多缺点，包括需要高温条件以及不环保。 因此，感觉需要开发一种新的催化剂体系，用于通过醇类和有机羧酸类反应来制 备有机羧酸酯类，既有成本效益又环保。 专利技术目的： 本专利技术的一个目的是，提供一种在离子流体的存在下由有机羧酸制备有机羧酸酯 的工艺。 本专利技术的另一个目的是，提供一种具有高转化率的由有机羧酸和醇制备有机羧酸 酯的工艺。 本专利技术还有另外一个目的，就是提供一种在低温下由有机羧酸和醇制备有机羧酸 酯的工艺。 本专利技术还有另外一个目的，就是提供一种成本效益好的由有机羧酸和醇制备有机 羧酸酯的工艺。 本专利技术再有一个目的，就是提供一种环保的由有机羧酸和醇制备有机羧酸酯的工 〇定义： 在本说明书中使用时，以下词语和短语一般具有下面阐明的含义，除非其在文中 使用时另有注明。 本文所使用的短语"离子流体"是指一种制备的溶剂化物，通过溶解氢供体化合物 与季铵盐的混合物，在原位形成的一种离子化合物。 专利技术概述： 根据本专利技术，提供了一种由有机羧酸制备有机羧酸酯的工艺，所述工艺包括以下 步骤： 溶解等摩尔量的氢供体化合物和季铵盐于一种介质中，该介质含有醇，旨在获得 含有原位产生的离子化合物的离子流体；以及 将有机羧酸添加到该离子流体中进行酯化，并在20_50°C的温度范围内持续搅拌。 通常，氢供体化合物选自包括对甲苯磺酸、草酸、马来酸、甲磺酸和酒石酸的一组 化合物。 通常，季铵盐是胆碱盐酸盐。 通常，醇选自包括甲醇、乙醇、异丙醇和正丁醇的一组醇中的至少一种。 通常，有机羧酸选自包括乙酸、丙酸和丁酸的一组羧酸中的至少一种。 通常，有机羧酸酯选自包括乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯、乙酸戊 酯和乙酸己酯的一组酯中的至少一种。 通常，有机羧酸酯与水的比例按摩尔比范围表示为1:1至1:10。 通常，有机羧酸与醇的比例按摩尔比范围表示为0. 1:2至2:0. 1。 通常，酯化反应首选在20-50°C的温度范围内进行。 专利技术详述： 本专利技术设想了一种由有机羧酸和醇在酸催化剂的存在下制备有机羧酸酯的工艺， 该酸催化剂为离子流体的形式。 通过氢键连接带有阳离子和阴离子的离子化合物，据报具有超分子结构组织 (参阅：01iver-Bourbigou，H·等人，AppliedCatalysisA:Gener本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由有机羧酸制备有机羧酸酯的工艺，该有机羧酸选自包括乙酸、丙酸和丁酸的一组羧酸中，所述工艺包括：a.溶解等摩尔量的氢供体化合物和胆碱盐酸盐于一种介质中，该介质含有醇，旨在获得含有原位产生的离子化合物的离子流体，该氢供体化合物选自包括对甲苯磺酸、草酸、马来酸、甲磺酸和酒石酸的一组化合物中；以及b.使该离子流体与有机羧酸在该离子化合物的存在下进行反应，并在20‑50℃的温度范围下持续搅拌，以获得有机羧酸酯。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：帕万库马尔·阿杜里，帕拉苏·维拉·厄帕瑞，乌代·拉特纳帕尔希，曼格斯·萨哈尔卡，
申请(专利权)人：瑞来斯实业有限公司，
类型：发明
国别省市：印度;IN