一种离子液体催化制备甲酸香叶酯的方法技术

本发明专利技术公开了一种离子液体催化制备甲酸香叶酯的方法。本发明专利技术甲酸香叶酯的制备方法，包括如下步骤：使式IL所示离子液体催化甲酸和香叶醇进行酯化反应，反应完毕后分离，得到甲酸香叶酯；式IL中，n为1或2，Y

【技术实现步骤摘要】
一种离子液体催化制备甲酸香叶酯的方法
本专利技术属于香料香精制备
，尤其涉及一种离子液体催化制备甲酸香叶酯的方法。
技术介绍
甲酸香叶酯，结构式如式Ⅰ，是一种无色至淡黄色的油状液体，主要用作玫瑰、橙花、香叶、晚香玉和柑桔古龙等香精的顶香剂。工业上采用酯化法制备甲酸香叶酯，在无水氯化钙存在下，酸催化甲酸和香叶醇酯化反应生成甲酸香叶酯；然后经中和、洗涤和干燥而得产品。此方法存在酸腐蚀设备、后处理步骤相对繁琐等缺陷。化学工作者提出了在4-二甲氨基吡啶(DMAP)和1,3-二环己基碳二亚胺(DCC)中甲酸和香叶醇进行脱水反应制备目标产物的方法，但存在产物分离困难、催化体系不能重复使用等问题。为顺应当代绿色与可持续发展的要求，发展绿色、高效和简洁催化剂用于甲酸香叶酯的制备具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种离子液体催化制备甲酸香叶酯的方法，该方法以离子液体为催化剂，反应条件温和，绿色、高效、分离简单，无副产物，催化体系可重复利用。本专利技术提供的甲酸香叶酯的制备方法，包括如下步骤：使式IL所示离子液体催化甲酸和香叶醇进行酯化反应，反应完毕后分离，得到甲酸香叶酯；式IL中，n为1或2，Y–为三氟乙酸根([CF3COO]–)、氯离子(Cl–)、溴离子(Br–)、三氟甲磺酸根([CF3SO3]–)、硫酸氢根([HSO4]–)、双(三氟甲烷磺酰)亚胺根([(CF3SO2)2N]–)和硝酸根([NO3]–)中的任一种。本专利技术以式IL所示离子液体为催化剂，可顺利地催化甲酸和香叶醇发生反应。式IL所示离子液体具体可为1-羧乙基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐、1-羧乙基-3-甲基咪唑双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐、1-羧乙基-3-甲基咪唑氯盐、1-羧乙基-3-甲基咪唑溴盐、1-羧乙基-3-甲基咪唑硫酸氢盐、1-羧乙基-3-甲基咪唑硝酸盐，即下述式式IL-1～式IL-6中的任一种：不同的离子液体会对反应效率产生不同的影响。通过对离子液体的进一步筛选，选择n为2，Y-为Cl–时，离子液体对酯化反应的催化效果最优。上述的方法中，式IL所示离子液体与所述香叶醇的摩尔比可为(0.05～1)：1，优选(0.1～0.5)：1，更优选0.1：1。上述的方法中，所述甲酸与所述香叶醇的摩尔比可为(2.0～1.0)：1，优选(1.5～1.0)：1，更优选(1.5～1.1)：1，最优选1.1：1。上述的方法中，所述酯化反应的温度可为80～120℃，优选90～120℃，更优选90～110℃，如100℃；时间可为2～12h，优选8～16h，更优选12～16h，如12h或16h。上述的方法中，所述分离的步骤如下：将萃取剂加入反应后的体系中，收集上层有机相，浓缩，得到所述甲酸香叶酯；所述萃取剂为环己烷、乙醚、正己烷、正戊烷、石油醚和乙酸乙酯中任一种。进一步地，所述方法在所述分离步骤中还可包括收集下层产物，干燥所述下层产物得到离子液体并循环利用所述离子液体的步骤。本专利技术所采用的离子液体催化剂，反应后处理比较简单。本专利技术具有如下有益效果：本专利技术所选择的离子液体催化剂具有高效、绿色、简洁、反应条件温和(如100℃)、分离简单等优点，可高效绿色催化甲酸和香叶醇进行酯化反应制备甲酸香叶酯，具有较广的工业应用前景。附图说明图1为本专利技术制备甲酸香叶酯的工艺示意图。具体实施方式本专利技术提供的甲酸香叶酯的制备方法，包括如下步骤：使式IL所示离子液体催化甲酸和香叶醇进行酯化反应，反应完毕后分离，得到甲酸香叶酯；式IL中，n为1或2，Y–为三氟乙酸根([CF3COO]–)、氯离子(Cl–)、溴离子(Br–)、三氟甲磺酸根([CF3SO3]–)、硫酸氢根([HSO4]–)、双(三氟甲烷磺酰)亚胺根([(CF3SO2)2N]–)和硝酸根([NO3]–)中的任一种。所用离子液体具有高效、绿色、简洁、反应条件温和、分离简单等优点，可高效绿色催化甲酸和香叶醇进行酯化反应制备甲酸香叶酯。实际操作过程中，按照图1所示流程图制备甲酸香叶酯，具体步骤如下：反应前，将原料和离子液体依次加入烧瓶中；在搅拌和加热条件下，反应液变为均相；反应完毕，静置冷却至室温，加入一定量的萃取剂，即可看到产物与催化剂分层，上层为目标产物，下层为离子液体。随后，将上层液体倒入圆底烧瓶，进行浓缩可得目标产物；对下层进行简单的加热干燥后，即可投入反应中循环利用。以下结合具体实施例对本专利技术方法进行说明，但本专利技术并不局限于此，凡在本专利技术的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。离子液体IL-1、IL-2、IL-3、IL-4和IL-5均为市售商品。实施例1～5将甲酸(2.2mmol)、香叶醇(2.0mmol)和不同离子液体(0.2mmol)加入15mL的玻璃反应管中，密封；移至设定100℃的油浴中，搅拌加热12小时；反应终止后，冷却至室温；然后，向反应液中加入2mL环己烷进行萃取；取上层有机相，进行浓缩，即得甲酸香叶酯；下层离子液体在120℃真空干燥箱内干燥12h后，可直接投入下一次使用。表1实施例1～5的反应条件和反应结果实施例离子液体产率(％)1IL-1572IL-2633IL-3944IL-4865IL-549实施例6～9以实施例3的离子液体为催化剂，采用与实施例3相同的反应条件，于不同温度下，进行催化剂性能研究，结果列于表2中。表2实施例6～9的反应条件和反应结果实施例反应温度(℃)产率(％)6806879085810094911091实施例10～11以实施例3的离子液体为催化剂，采用与实施例3相同的反应条件，考察不同反应物摩尔比例对产物产率的影响，结果列于表3中。表3实施例10～11的反应条件和反应结果实施例甲酸/香叶醇产率(％)31.1/194101/189111.5/197实施例12～13以实施例3的离子液体为催化剂，采用与实施例3相同的反应条件，考察不同反本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种甲酸香叶酯的制备方法，包括如下步骤：使式IL所示离子液体催化甲酸和香叶醇进行酯化反应，反应完毕后分离，得到甲酸香叶酯；/n

【技术特征摘要】
1.一种甲酸香叶酯的制备方法，包括如下步骤：使式IL所示离子液体催化甲酸和香叶醇进行酯化反应，反应完毕后分离，得到甲酸香叶酯；



式IL中，n为1或2，Y–为三氟乙酸根、氯离子、溴离子、三氟甲磺酸根、硫酸氢根、双(三氟甲烷磺酰)亚胺根和硝酸根中的任一种。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：式IL所示离子液体与所述香叶醇的摩尔比为(0.05～1)：1。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述甲酸与所述香叶醇的摩尔比为(2.0～1.0)：1。...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴丰田，刘志敏，赵燕飞，韩布兴，
申请(专利权)人：中国科学院化学研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11