烯丙基甘油醚的合成方法技术

本发明专利技术公开了一种烯丙基甘油醚的合成方法，以烯丙基缩水甘油醚原料，在强酸性离子交换树脂固载SnCl4催化剂作用下进行水解开环反应，过滤回收催化剂（循环使用），蒸馏脱除过量水，减压精馏得产物烯丙基甘油醚，蒸馏回收过量的水可返回作原料使用。本发明专利技术中使用固体酸催化烯丙基缩水甘油醚与水开环，相比传统工艺，工艺流程短、反应条件温和、操作安全简便；原料易得，产品产率高；催化剂腐蚀性低，可回收循环使用，过程清洁，易实现产业化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于有机化合物合成
，具体涉及一种工艺简单便捷，纯度及产率高的烯丙基甘油醚的合成方法。
技术介绍
烯丙基甘油醚化学名3-烯丙氧基-1,2-丙二醇，其结构式如下：烯丙基甘油醚为无色无味的透明液体，无毒，具有吸湿性，化学性质较为稳定，是一种具有双键结构的烯丙基醚类化合物，具有异构化、隔绝氧等特殊功能，可作为化学反应中的保护基团或聚合反应中的聚合单体，还可用在光固化、自由基固化功能性涂料中；主要用于链增长剂，用作不饱和聚酯型聚氨酯橡胶中不饱和双健的引入单体，使硫化得以进行，也用于涂层和改进聚氯乙烯的机械性能。。是一类重要的有机化合物。目前烯丙基甘油醚的主要合成方法有：①烯丙醇-过氧化氢法，烯丙醇和过氧化氢在酸性催化剂WO3存在之下环氧化，再在酸催化剂作用下开环生成α-烯丙基甘油醚；②烯丙醇-环氧氯丙烷法，烯丙醇和环氧氯丙烷在BF3等酸性催化剂作用之下发生开环反应，再与碱进行闭环，最后在碱催化下开环水解得到单烯丙基甘油醚；③烯丙醇-缩水甘油法，在酸性催化剂(H2SO4)或者碱性催化剂(醇化物)存在下，烯丙醇和缩水甘油反应生成α-烯丙基甘油醚；④烯丙醇-α-氯代甘油法，以过量的烯丙醇溶剂或者苯作溶剂，烯丙醇和金属钠反应，生成的醇化物和α-氯甘油进行缩合反应，生成α-烯丙基甘油醚；⑤烯丙基氯-甘油法，以乙醇作为溶剂，甘油、烯丙基氯、氢氧化钠在一定压力下醚化生成α-烯丙基甘油醚。其中，方法①原料简单易得，合成路线较短，但操作比较复杂，安全性差，收率低，成本较高。方法②烯丙醇与环氧氯丙烷进行开环、闭环和水解反应，操作安全，但存在副产盐，污染较大；方法③由烯丙醇与缩水甘油反应而制得，工艺简单，但缩水工艺稳定性差，价格高；方法④由烯丙醇与氯代甘油进行醚化反应，氯代甘油来源少价格高，生产成本高，且有副产盐和碱水产生，污染较大；方法⑤由烯丙基氯与甘油进行醚化反应，虽然原料价廉易得，但反应存在选择性问题，成本较高，还有副产盐和碱水产生，污染较大。
技术实现思路
专利技术目的：针对上述缺点，本专利技术的目的在于提供一种烯丙基甘油醚的合成方法，该合成方法中使用的原料易得，合成工艺路线简单合理，副反应及副产物少；催化剂与反应产物分离方便，可循环使用，工艺过程清洁；产物产率高。技术方案：为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种烯丙基甘油醚的合成方法：以烯丙基缩水甘油醚、工艺水为原料，在强酸性离子交换树脂固载SnCl4催化剂作用下进行水解开环反应，反应完全后过滤回收催化剂循环使用，蒸馏脱除过量水，减压精馏得产物烯丙基甘油醚，回收的水作原料循环使用。所述的烯丙基甘油醚的合成方法，催化剂用量为反应原料总质量的1％～10％，优选为反应原料总质量的5％～8％。催化剂用量多，反应速度增加不明显，还会导致副反应增加；而催化剂用量过少则反应速度慢。所述的烯丙基甘油醚的合成方法，烯丙基缩水甘油醚与工艺水的摩尔比为1:1～5，优选为1:2～3。水过量多，会抑制不需要的副反应发生，产物的收率高；但水用量过多时，产物得率提高有限，而单位设备的产量减少，回收过量水的能耗大，经济上不合算。所述的烯丙基甘油醚的合成方法，水解开环反应的反应温度为60～120℃，优选为70～80℃。反应温度过低，反应速率慢；而温度过高，副反应易发生，导致产品纯度降低。本专利技术是以烯丙基缩水甘油醚和工艺水为原料，强酸性离子交换树脂固载SnCl4为催化剂，采用一步工艺法制备烯丙基甘油醚，烯丙基缩水甘油醚和水在催化下进行反应，过滤回收催化剂，蒸馏回收过量的水，通过减压精馏制得目标产物烯丙基甘油醚；滤出的催化剂可循环使用，回收的水可返回系统作原料循环使用。整个工艺过程为开环反应过程。主反应如下：有益效果：与现有技术相比，本专利技术中使用烯丙基缩水甘油醚与水水解开环，与相比传统工艺，工艺流程短、反应条件温和、操作安全简便；原料易得，产品产率高；催化剂腐蚀性低，可回收循环使用，过程清洁，易实现产业化。附图说明图1是烯丙基甘油醚的红外谱图；图2是SnCl4/D001固体酸催化剂循环使用结果图。具体实施方式下面通过实施例进一步描述本专利技术，但未限于所举的实施例。实施例中的原料烯丙基缩水甘油醚为工业级，由安徽新远科技有限公司生产；工艺水为自来水。烯丙基甘油醚含量用气相色谱分析，气相色谱仪型号：GC9800，氢火焰离子化检测器检测，归一化法定量，色谱柱：弹性石英毛细管柱(30m×250μm×0.25μm)气相色谱条件为：柱温：100℃；程序升温：10℃/min；终温：260℃，保留10min；检测器温度：260℃；汽化温度：260℃；载气：氮气，柱前压：0.045MPa；氢气：压力0.03MPa；空气：压力0.03MPa；分流比：30:1；进样量：0.2μL。烯丙基甘油醚产率的计算公式如下： Y = m × w M × n × 100 % ]]>式中：Y：烯丙基甘油醚醚的产率，％；m：产物质量，g；w：产物中烯丙基甘油醚醚的含量，％；M：烯丙基甘油醚醚的相对分子质量，g/mol；n：烯丙基甘油醚醚的理论摩尔数，mol。实施例1以下实施例所使用的SnCl4/D001固体酸催化剂，由以下步骤制备：将D001钠型离子交换树脂(大城县鑫光化工有限公司)放入3.0％(质量分数)的盐酸中浸泡12h，使其转变为H+型，然后用蒸馏水洗至中性放入烘箱中干燥12h取出备用。浸渍溶剂为甲苯，浸渍液SnCl4–甲苯溶液浓度为25.0％，m(D001):m(浸渍液)＝1:5，浸渍温度为50℃，浸渍时间为7h，浸渍完毕，过滤，用蒸馏水洗至无Cl-，再依次用适量的无水乙醇、丙酮洗涤，真空干燥得乳白色圆珠状固体催化剂(SnCl4/D001)。实施例2在带有数显智能控温的磁力搅拌器、回流冷凝器、恒压漏斗和温度计的500mL四口烧瓶中，分别加入工艺水和SnCl4/D001催化剂，开启搅拌器，升温至90℃，滴加烯丙基缩水甘油醚，控制反应温度60℃，3h滴完，保温反应5h；降温至30℃。过滤回收催化剂循环使用，蒸馏回收过量的蒸馏水循环使用，减压精馏得产物烯丙基甘油醚；其中，工艺水和烯丙基缩水甘油醚的摩尔比为2.5:1，SnCl4/D001催化剂用量为反应物总质量的5％，产品纯度99.6％，产率为79.2％。对产品进行红外分析表征，结果如图1所示，在3059cm-1处是O-H的伸缩振动吸收峰；2854cm-1处的吸收峰是饱和C-H的伸缩振动峰，说明亚甲基的存在。3001cm-1处为烯烃中不饱和C-H的伸缩振动峰。1646cm-1为烯烃-C＝C-的伸缩振动吸收峰。1421cm-1附近为＝CH2面内弯曲振动吸收峰。1252cm-1处为-C-O-C-的反对称伸缩振动峰。1092cm-1处为-C-O-C-的对称伸缩振动峰。由上述红外图谱的分析可以证明烯丙基甘油醚中羟基、亚甲基、碳碳双键、醚键结构的存在，符合烯丙基甘油醚的结构，可以确定产品的存在。实施例3在带有数显智能控温的磁力搅拌器、回流冷凝器、恒压漏斗和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烯丙基甘油醚的合成方法，其特征在于：以烯丙基缩水甘油醚为原料，在强酸性离子交换树脂固载SnCl4催化剂作用下，与水进行开环反应，反应产物过滤回收催化剂循环使用，蒸馏脱除过量水，减压精馏得产物烯丙基甘油醚，回收的水作原料使用。

【技术特征摘要】
1.一种烯丙基甘油醚的合成方法，其特征在于：以烯丙基缩水甘油醚为原料，在强酸性离子交换树脂固载SnCl4催化剂作用下，与水进行开环反应，反应产物过滤回收催化剂循环使用，蒸馏脱除过量水，减压精馏得产物烯丙基甘油醚，回收的水作原料使用。2.根据权利要求1所述的烯丙基甘油醚的合成方法，其特征在于：催化剂用量为反应原料总质量的1%～10%。3.根据权利要求1或2所述的烯丙基甘油醚的合成方法，其特征在于：催化剂的用量为反应原料总质...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱新宝，谈继淮，吴笑弟，程振朔，
申请(专利权)人：南京林业大学，安徽新远科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32