一种制备乙二醇甲醚醋酸酯的方法技术

本发明专利技术公开了一种制备乙二醇甲醚醋酸酯的方法，它是以乙酸乙酯和乙二醇甲醚为原料，在固体碱催化剂存在下进行酯交换反应，通过精馏不断将副产物乙醇从反应釜中蒸出，反应结束后，将催化剂过滤回收，反应液经过精馏分离，得到产品乙二醇甲醚醋酸酯。本发明专利技术的优点是：（１）产率高，为９５．５～９９．６％；（２）催化剂便宜，且用量小，约占反应原料总重的０．１～１．５％；（３）反应条件温和，常压下反应；（４）催化剂可重复使用；（５）设备腐蚀小，没有环境污染等。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及有机化学合成
，具体地说是一种酯交换法制备乙二 醇甲醚醋酸酯的方法。技术背景二元醇醚醋酸酯分子中既有醚键，又有羰基，且羰基又形成了酯的结构， 因而它具有一般有机溶剂所不具备的性能，既可溶解有机分子、合成的或天 然的高分子化合物，又可不同程度的与水或水溶性化合物互溶,是一类优良高 沸点双官能团的低毒高级工业溶剂，其性能优于二元醇醚，在汽车漆、容器、 机械设备、金属家具、器具表面涂料、油墨、水溶性涂料、多彩喷涂涂料，以 及去漆剂、工业清洗剂、木材着色剂等产品的生产中得到了广泛的应用。目 前，国内产量远远满足不了需求，大部分依赖进口。因此，开发这类产品并研 究其性能，具有重要的理论和应用价值。乙二醇甲醚醋酸酯的合成技术有直接酯化法、 一步合成法和酯交换法三 种。直接酯化法是以醋酸和乙二醇单甲醚为原料，以硫酸、磷酸、对甲苯磺酸、阳离子交换树脂、分子筛负载Ticyso4稀土盐和层柱状粘土等为催化剂 进行酯化的方法。因反应过程中生成水，且反应后分离反应液时通常要进行 中和、水洗等操作，而反应原料乙二醇甲醚和产品乙二醇甲醚醋酸酯在水中 溶解度都很大，这就给分离回收、废水处理带来麻烦。为此，多年来对该方 法的改进集中在催化剂的改进和产品的分离回收两方面。 一步合成法是以环氧乙烷和醋酸甲酯为原料，以水滑石煅烧物、ZrCl4-N-甲基吡咯垸酮、 Zr(0Pr)4-Et3N和AlCl3-Et3N等为催化剂，原料成本低，反应物组成简单，产 品容易分离，纯度高，但副产物多。酯交换法是以醋酸乙酯和乙二醇甲醚为原料，以垸氧基铝、烷氧基钛、磷酸、对甲苯磺酸及有机金属盐等为催化剂， 产物中生成醇而不生成水，副产物乙醇可用作合成乙二醇乙醚的原料，也避免 产生复杂含水共沸系统，简化了分离操作。但在上述过程，存在催化剂价格 昂贵、毒性大、不能回收利用等缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种产物收率高、反应速率快、能耗较小、催化剂 廉价易得且可回收的酯交换法制备乙二醇甲醚醋酸酯的方法。 本专利技术的目的是这样实现的，其特征在于该方法是以乙酸乙酯 和乙二醇甲醚为原料，在固体碱催化剂存在下进行酯交换反应制备乙二醇甲 醚醋酸酯，具体包括以下步骤 第1步固体碱催化剂的制备固体碱催化剂为碱土金属氧化物或负载型固体碱；a、 碱土金属氧化物的制备取碱土金属氧化物或氢氧化物粉末，马弗炉中800 100(TC下焙烧5 10h，即得；b、 负载型固体碱催化剂的制备将活性组分配成浓度为10 50%的溶液，按固液质量比为1 : 1 5的比 例，将载体投入前述溶液中进行浸渍，于50 8(TC下搅拌l 2h后，旋蒸至 干，固态物放于IO(TC烘箱中干燥6 12h，马弗炉中800 100(TC下焙烧5 10h，即得； 第2步酯交换反应在备有电磁搅拌、温度计、精馏柱、承接管、回收烧瓶的三颈容器中加入乙酸乙酯与乙二醇甲醚，其摩尔比为i 6: i，再加入占原料总重o. l 1.5%的固体碱催化剂，进行加热回流搅拌，加热温度控制在70 12(TC，使 反应产生的乙醇从蒸馏头上端共沸蒸出，反应至蒸馏头上端温度高于乙酸乙 酯与乙醇共沸温度(即无乙醇蒸出)停止； 第3步催化剂的分离及产物的纯化将上步得到的物料过滤，滤出催化剂及滤液，滤液经常压精馏，收集 140 145'C的馏分，得到无色透明的产品即为乙二醇甲醚醋酸酉旨;催化剂经干燥后重复使用。所述碱土金属氧化物为氧化钙或氧化锶;负载型固体碱的载体为氧化铝、 活性炭、分子筛、硅胶多孔材料中的一种；活性组分为碱金属氧化物、氟化 物、碳酸盐、硝酸盐中的一种。与
技术介绍
相比，本专利技术的优点是(l)产率高，为95.5 99.6%; (2) 催化剂便宜，且用量小，约占反应原料总重的0. 1 1.5%; (3)反应条件温和，常压下反应；(4)催化剂可重复使用；(5)设备腐蚀小，没有环境污染等。具体实施方式以下将通过具体实施例对本专利技术做进一步阐述 实施例1第1步固体碱催化剂的制备 碱土金属氧化物的制备取CaO粉末，马弗炉中80(TC下焙烧5h，即得； 第2步酯交换反应在备有电磁搅拌、温度计、精馏柱、承接管、回收烧瓶的250mL三颈瓶 中加入0.6mo1乙酸乙酯，0. lmol乙二醇甲醚，0. lg固体碱催化剂，进行加热回流搅拌，使反应产生的乙醇从蒸馏头上端共沸蒸出，反应至蒸馏头上端 温度高于乙酸乙酯与乙醇共沸温度(即无乙醇蒸出)停止； 第3步催化剂的分离及产物的纯化将上步得到的物料过滤，滤出的催化剂经干燥直接用于下次反应，滤液 经常压精馏，收集140 145'C的馏分，得到无色透明的产品即为乙二醇甲醚 醋酸酯；收率为96%。 实施例2除以下不同外，其余与实施例l相同。 负载型固体碱催化剂的制备将4克KF溶于25克水中，加入10克A1203， 6(TC下搅拌lh后，旋蒸至干， 固态物放于IO(TC烘箱中干燥12h，马弗炉中800。C下焙烧5h，即得；收率为 95%。实施例3-8:除以下不同外，其余与实施例2相同，以KF为活性组分，采用表l所示 不同的载体。表1<table>table see original document page 6</column></row><table>实施例9-14除以下不同外，其余与实施例2相同，以氧化铝为载体，采用表2所示 不同的活性组分。表2<table>table see original document page 7</column></row><table>实施例15-20除以下不同外，其余与实施例2相同，以碳酸钾负载于氧化铝，固体碱催 化剂重复循环使用对反应的影响结果见表3.表3<table>table see original document page 7</column></row><table>权利要求1、，其特征在于该方法是以乙酸乙酯和乙二醇甲醚为原料，在固体碱催化剂存在下进行酯交换反应制备乙二醇甲醚醋酸酯，具体包括以下步骤第1步 固体碱催化剂的制备固体碱催化剂为碱土金属氧化物或负载型固体碱；a、碱土金属氧化物的制备取碱土金属氧化物或氢氧化物粉末，马弗炉中800～1000℃下焙烧5～10h，即得；所述碱土金属氧化物为氧化钙或氧化锶；b、负载型固体碱催化剂的制备将活性组分配成浓度为10～50％的溶液，按固液质量比为1∶1～5的比例，将载体投入前述溶液中进行浸渍，于50～80℃下搅拌1～2h后，旋蒸至干，放于100℃烘箱中干燥6～12h，马弗炉中800～1000℃下焙烧5～10h，即得；所述载体为氧化铝、活性炭、分子筛、硅胶多孔材料中的一种；所述活性组分为碱金属氧化物、氟化物、碳酸盐、硝酸盐中的一种；第2步 酯交换反应在备有电磁搅拌、温度计、精馏柱、承接管、回收烧瓶的三颈容器中加入乙酸乙酯与乙二醇甲醚，其摩尔比为1～6∶1，再加入占原料总重0.1～1.5％的固体碱催化剂，进行加热回流搅拌，加热温度控制在70～120℃，使反应产生的乙醇从蒸馏头上端共沸蒸出，反应至蒸馏头上端温度高于乙酸乙酯与乙醇共沸温度即无乙醇蒸出停止；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备乙二醇甲醚醋酸酯的方法，其特征在于：该方法是以乙酸乙酯和乙二醇甲醚为原料，在固体碱催化剂存在下进行酯交换反应制备乙二醇甲醚醋酸酯，具体包括以下步骤：　　　　第１步固体碱催化剂的制备　　　　固体碱催化剂为碱土金属氧化物或负载型固体碱；　　　　ａ、碱土金属氧化物的制备　　　　取碱土金属氧化物或氢氧化物粉末，马弗炉中８００～１０００℃下焙烧５～１０ｈ，即得；所述碱土金属氧化物为氧化钙或氧化锶；　　　　ｂ、负载型固体碱催化剂的制备　　　　将活性组分配成浓度为１０～５０％的溶液，按固液质量比为１∶１～５的比例，将载体投入前述溶液中进行浸渍，于５０～８０℃下搅拌１～２ｈ后，旋蒸至干，放于１００℃烘箱中干燥６～１２ｈ，马弗炉中８００～１０００℃下焙烧５～１０ｈ，即得；所述载体为氧化铝、活性炭、分子筛、硅胶多孔材料中的一种；所述活性组分为碱金属氧化物、氟化物、碳酸盐、硝酸盐中的一种；　　　　第２步酯交换反应　　　　在备有电磁搅拌、温度计、精馏柱、承接管、回收烧瓶的三颈容器中加入乙酸乙酯与乙二醇甲醚，其摩尔比为１～６∶１，再加入占原料总重０．１～１．５％的固体碱催化剂，进行加热回流搅拌，加热温度控制在７０～１２０℃，使反应产生的乙醇从蒸馏头上端共沸蒸出，反应至蒸馏头上端温度高于乙酸乙酯与乙醇共沸温度即无乙醇蒸出停止；　　　　第３步催化剂的分离及产物的纯化　　　　将上步得到的物料过滤，滤出催化剂及滤液，滤液经常压精馏，收集１４０～１４５℃的馏分，得到无色透明产品即为乙二醇甲醚醋酸酯；催化剂经干燥后重复使用。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨建国，龚国珍，梁学正，王有菲，权南南，鲍少华，何鸣元，
申请(专利权)人：华东师范大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]