一种柠檬酸异丙酯的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种柠檬酸异丙酯的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：柠檬酸和异丙醇在固体酸催化剂的催化下进行酯化反应，得到所述柠檬酸异丙酯；其中，所述固体酸催化剂选自固定化对苯磺酸和/或强酸型阳离子交换树脂。本发明专利技术提供的柠檬酸异丙酯的制备方法简单易行，后处理方便，仅需简单过滤，蒸馏出低沸物即可；并且本发明专利技术的制备方法可以提高酯化反应的反应效率，同时对设备无腐蚀，催化剂易于回收再利用，活性基本保持不变。

【技术实现步骤摘要】
一种柠檬酸异丙酯的制备方法
本专利技术属于化工合成
，涉及一种柠檬酸异丙酯的制备方法。
技术介绍
柠檬酸异丙酯为柠檬酸一异丙酯、柠檬酸二异丙酯和柠檬酸三异丙酯的混合物，其中以柠檬酸一异丙酯的比例最高，约占70％左右，柠檬酸异丙酯和油脂中的微量金属作用可以生成非活性化合物，可以防止氧化。目前，柠檬酸异丙酯的主要用于抗氧化剂和螯合剂，可以用于油脂和黄油等防止酸败。目前，柠檬酸异丙酯通常是由柠檬酸和异丙醇在催化剂的催化作用下酯化而成，目前传统的生产工艺是以浓硫酸为催化剂，但是浓硫酸酸性强，生产过程中对设备腐蚀严重，存在一定的安全隐患，同时利用浓硫酸为催化剂存在较多副反应，后处理工艺复杂并且废酸污染环境。CN101270045A公开了一种以疏水性固体酸为催化剂合成柠檬酸三酯的方法，其采用疏水性固体酸为催化剂，制备1-3个C原子的醇的柠檬酸三酯，在反应过程中加入带水剂，并采取分批进样的方法，虽然一定程度上简化了后处理工艺，但是引入了带水剂增加了一定的反应成本。因此，想要提供一种新的柠檬酸异丙酯的制备方法。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种柠檬酸异丙酯的制备方法，本专利技术提供的柠檬酸异丙酯的制备方法简单易行，后处理方便，仅需简单过滤，蒸馏出低沸物即可；并且本专利技术的制备方法可以提高酯化反应的反应效率，同时对设备无腐蚀，催化剂易于回收再利用，活性基本保持不变。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：第一方面，本专利技术提供了一种柠檬酸异丙酯的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：柠檬酸和异丙醇在固体酸催化剂的催化下进行酯化反应，得到所述柠檬酸异丙酯；其中，所述固体酸催化剂选自固定化对苯磺酸或活化的强酸型阳离子交换树脂。本专利技术通过选择固体酸催化剂作为柠檬酸和异丙醇发生酯化反应的催化剂，固体酸催化剂对设备无明显腐蚀，并且易于回收，只需简单过滤，还可重复利用，在重复利用过程中活性基本可以保持不变。本专利技术的酯化反应无需添加带水剂等额外添加组分即可实现本专利技术的目的。本专利技术提供的制备方法可以提高酯化反应的反应效率，产物产率可达95％以上。本专利技术所述酯化反应的反应式如下：当本专利技术所述的催化剂为固定化对苯磺酸时，为了确保固体酸催化剂的催化效果最佳，本专利技术优选所述固体酸催化剂与柠檬酸的质量比为1:(10-20)，例如1:12、1:15、1:16、1:18等。当本专利技术所述的催化剂为活化的强酸型阳离子交换树脂时，为了确保固体酸催化剂的催化效果最佳，本专利技术优选所述固体酸催化剂与柠檬酸的质量比为1:(5-10)例如1:6、1:7、1:8、1:9等。催化剂的量过多或过少，均会导致催化效率略微下降，影响催化效率，导致产物产率较低，间接增加生产成本。为了进一步提高催化剂的催化效果，提高产物产率，本专利技术对固体酸催化剂的制备方法进行了限定，本专利技术所述固定化对苯磺酸的制备方法包括：在海藻酸钠、聚乙烯醇和对苯磺酸的混合液中滴加氯化钙溶液进行反应，然后过滤，得到所述固定化对苯磺酸。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述海藻酸钠、聚乙烯醇和对苯磺酸的质量比为(3-5):10:1，进一步优选4:10:1。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述对苯磺酸和氯化钙的质量比为(1.5-2):1，例如1.6:1、1.7:1、1.8:1、1.9:1等。在过滤后，需对得到的固定化对苯磺酸进行干燥，而后筛分，筛除细小颗粒，优选采用60目筛进行筛分。本专利技术所述强酸型阳离子交换树脂的活化方法包括：将强酸型阳离子交换树脂与碱反应之中性后利用强酸活化，得到所述活化的强酸型阳离子交换树脂。作为本专利技术的一种具体实施方式，所述强酸型阳离子交换树脂的活化方法包括：将强酸型阳离子交换树脂加入氢氧化钠溶液浸泡30min，水洗至中性，加入盐酸进行活化，然后洗涤、过滤、干燥，得到所述活化的强酸型阳离子交换树脂。利用本专利技术提供的制备方法制备得到的催化剂具有更好的催化效果，可以减少催化剂的用量的同时提高产物产率。本专利技术所述柠檬酸和异丙醇的质量比为1:(1.2-1.5)，例如1:1.3、1:1.4等。本专利技术所述酯化反应的反应温度为70-100℃，例如75℃、80℃、85℃、90℃、95℃等，优选反应时间为5-12h，例如6h、7h、8h、9h、10h、11h等。本专利技术所述酯化反应的真空度为-0.05～-0.08MPa，例如-0.06MPa、-0.07MPa等。在本专利技术中，所述酯化反应为减压蒸馏，蒸馏出的部分异丙醇和反应生成的水排出反应体系后不再回流进入反应体系，馏分中含有部分异丙醇，可以利用分水装置进行分离，得到的异丙醇可以重复利用。由于部分异丙醇被蒸馏出，则在酯化反应过程中，每隔0.3-0.6h补加部分异丙醇，例如每隔0.5h补加部分异丙醇，异丙醇的补加量优选为异丙醇的蒸出量。在进行酯化反应后，还需要除去反应生成的低沸物，优选所述制备方法还包括反应结束后过滤，然后进行减压蒸馏，除去低沸物。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述减压蒸馏的温度为100-120℃，例如105、110、115等，优选时间为0.5-2h，例如1、1.5等。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述减压蒸馏的真空度为-0.08～-0.1MPa。作为本专利技术的一种具体实施方式，所述制备方法包括如下步骤：(1)采用包括如下步骤的方法制备固体酸催化剂：在质量比为(3-5):10:1的海藻酸钠、聚乙烯醇和对苯磺酸的混合液中滴加氯化钙溶液进行反应20-25h，然后过滤、干燥、筛分，得到固定化对苯磺酸；或，采用包括如下步骤的方法制备固体酸催化剂：将强酸型阳离子交换树脂加入氢氧化钠溶液浸泡30min，水洗至中性，加入盐酸进行活化，然后洗涤、过滤、干燥，得到活化的强酸型阳离子交换树脂；(2)将质量比为1:(1.2-1.5)的柠檬酸和异丙醇在所述固体酸催化剂的催化下在70-100℃，-0.05～-0.08MPa下进行酯化反应5-12h，在反应过程中，部分异丙醇与水排出反应体系，每隔0.3-0.6h补加部分异丙醇；其中，所述固体酸催化剂为固定化对苯磺酸，所述催化剂与柠檬酸的质量比为1:(10-20)，或，所述固体酸催化剂为活化的强酸型阳离子交换树脂，所述催化剂与柠檬酸的质量比为1:(5-10)；(3)反应结束后过滤，然后在100-120℃下进行减压蒸馏0.5-2h，真空度为-0.08～-0.1MPa，得到所述柠檬酸异丙酯。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：(1)本专利技术通过选择固体酸催化剂作为柠檬酸和异丙醇发生酯化反应的催化剂，固体酸催化剂对设备无明显腐蚀，并且易于回收，只需简单过滤，还可重复利用，在重复利用过程中活性基本可以保持不变；(2)本专利技术提供的制备方法可以提高酯化反应的反应效率，产物产率最高可达95％以上；(3)本专利技术的酯化反应无本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柠檬酸异丙酯的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：/n柠檬酸和异丙醇在固体酸催化剂的催化下进行酯化反应，得到所述柠檬酸异丙酯；/n其中，所述固体酸催化剂选自固定化对苯磺酸或活化的强酸型阳离子交换树脂。/n

【技术特征摘要】
1.一种柠檬酸异丙酯的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
柠檬酸和异丙醇在固体酸催化剂的催化下进行酯化反应，得到所述柠檬酸异丙酯；
其中，所述固体酸催化剂选自固定化对苯磺酸或活化的强酸型阳离子交换树脂。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述固体酸催化剂为固定化对苯磺酸，所述固体酸催化剂与柠檬酸的质量比为1:(10-20)；
和/或，所述固体酸催化剂为活化的强酸型阳离子交换树脂，所述固体酸催化剂与柠檬酸的质量比为1:(5-10)。


3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述固定化对苯磺酸的制备方法包括：
在海藻酸钠、聚乙烯醇和对苯磺酸的混合液中滴加氯化钙溶液进行反应，然后过滤，得到所述固定化对苯磺酸；
优选地，所述海藻酸钠、聚乙烯醇和对苯磺酸的质量比为(3-5):10:1，进一步优选4:10:1；
优选地，所述对苯磺酸和氯化钙的质量比为(1.5-2):1；
优选地，所述氯化钙溶液的浓度为2-5wt％。


4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述强酸型阳离子交换树脂的活化方法包括：
将强酸型阳离子交换树脂与碱反应之中性后利用强酸活化，得到所述活化的强酸型阳离子交换树脂；
优选地，所述强酸型阳离子交换树脂的活化方法包括：
将强酸型阳离子交换树脂加入氢氧化钠溶液浸泡30min，水洗至中性，加入盐酸进行活化，然后洗涤、过滤、干燥，得到所述活化的强酸型阳离子交换树脂。


5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述柠檬酸和异丙醇的质量比为1:(1.2-1.5)。


6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述酯化反应的反应温度为70-100℃，优选反应时间为5-12h；
和/或，所述酯化反...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜明松，
申请(专利权)人：蚌埠丰原涂山制药有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34