一种微波酯化制备山梨酸乙酯的方法技术

本发明专利技术提供了一种微波酯化制备山梨酸乙酯的方法。本发明专利技术的制备方法能够克服已有技术普遍存在的酯化时反应时间长、收率低、颜色深黄、副产物多、能耗大等问题。此外，本发明专利技术通过在三氯化铝、异丁酸铜的存在下，使巴豆醛与乙烯酮反应生成山梨酸，所述方法操作简单、巴豆醛转化率高。本发明专利技术的方法具有操作简便、效率高、产品质量佳等优点，具有很高的经济价值，适合工业化大规模应用。合工业化大规模应用。合工业化大规模应用。

【技术实现步骤摘要】
一种微波酯化制备山梨酸乙酯的方法


[0001]本专利技术涉及化工材料制备
，具体涉及一种微波酯化制备山梨酸乙酯的方法。

技术介绍

[0002]山梨酸乙酯(Ethyl Sorbate)是一种常见的防腐防霉剂及医药添加剂等，为无色至淡黄色透明状液体，其分子式为：
[0003][0004]现有技术制备山梨酸乙酯主要采用直接酯化法，以对甲苯磺酸为催化剂，山梨酸、无水乙醇直接酯化成山梨酸乙酯。然而，现有方法存在反应时间长、收率低、颜色深黄、副产物多、能耗大等问题。此外，山梨酸的合成方法较多，包括：乙烯酮法，在锌盐催化剂存在下乙烯酮与巴豆醛缩合成聚酯，再经水解、精制得到山梨酸；丙二酸法，巴豆醛与丙二酸在吡啶中反应生成山梨酸；丁二烯法，在乙酸锰催化剂存在下，以丁二烯和乙酸为原料，于高温下加压缩合制得γ
‑
乙烯
‑
γ
‑
丁内酯，再开环得山梨酸；其中以乙烯酮法最为常用。但是，上述方法仍存在收率低/原子经济性差/原料价格昂贵等问题。
[0005]因此，有必要寻找更多的山梨酸乙酯制备方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种微波酯化制备山梨酸乙酯的方法，以克服已有技术普遍存在的反应时间长、收率低、颜色深黄、副产物多、能耗大等问题。
[0007]因此，本专利技术提供了一种微波酯化制备山梨酸乙酯的方法，所述方法包括：
[0008][0009]使山梨酸、无水乙醇在催化剂、带水剂的存在下，在微波作用下酯化合成山梨酸乙酯粗品，然后蒸馏得到成品。
[0010]优选的，本专利技术的制备方法包括：
[0011]向装配有分水器的微波反应装置中加入山梨酸、无水乙醇、催化剂、带水剂，开启微波酯化装置加热回流分水，反应完成后冷却，反应液先用水洗涤，然后用碱洗涤，最后再用水洗涤，油相干燥后进行蒸馏，收集山梨酸乙酯馏分得到山梨酸乙酯。
[0012]优选的，本专利技术所述方法中，山梨酸与无水乙醇的摩尔比为1∶4
‑
7，优选1∶4.2
‑
5.5。无水乙醇的量增加有助于提高反应收率，但过量太多的话将导致体系中山梨酸和催化剂浓度降低，进而降低了反应收率。另外，无水乙醇过量太多也会产生回收困难的问题。
[0013]优选的，本专利技术所述方法中，催化剂选自酸催化剂，优选甲磺酸、三氟甲磺酸、苯磺酸、对甲苯磺酸、硫酸、磷酸、盐酸中的至少一种。更优选的，所述催化剂选自对甲苯磺酸。所
述催化剂的用量为山梨酸质量的2
‑
8％，优选3
‑
6％。催化剂用量过少时，催化活性不足，反应产率降低；催化剂用量过多时，反应产率无法继续提高，甚至会有所下降，并且工艺经济性也会降低。
[0014]优选的，本专利技术所述方法中，带水剂选自苯、甲苯、环己烷、正己烷中的至少一种。更优选的，所述带水剂选自环己烷。所述带水剂的用量为每100g山梨酸使用50
‑
300ml、优选70
‑
100ml的带水剂。带水量的量增加能够提高移除反应中水的效率，但过量的带水量也会降低体系中山梨酸和催化剂的浓度。
[0015]优选的，本专利技术所述方法中，微波的功率为100
‑
1000W，更优选300
‑
900W，还优选500
‑
800W。
[0016]优选的，本专利技术所述方法中，微波反应的时间为10
‑
30min，更优选15
‑
25min。
[0017]优选的，所述碱洗涤包括用0.05
‑
0.25mol/L、优选0.1
‑
0.15mol/L的碳酸氢钠/碳酸氢钾/碳酸钠/碳酸钾溶液洗涤。
[0018]本专利技术中，所述山梨酸可以采用以下方法制备：
[0019][0020]在三氯化铝、异丁酸铜的存在下，使巴豆醛与乙烯酮反应生成山梨酸。
[0021]优选的，山梨酸的制备方法包括：
[0022]将巴豆醛、三氯化铝、异丁酸铜加入到反应釜中，搅拌下持续鼓泡通入乙烯酮，控制反应液温度为30
‑
50℃，搅拌反应得到聚酯；减压蒸馏回收未反应的巴豆醛，在低于40℃的条件下加入酸，升温水解；使反应液降温，过滤、用水洗涤数次，干燥得山梨酸粗品。
[0023]优选的，本专利技术所述方法中，三氯化铝、异丁酸铜的摩尔比为1
‑
2∶1，优选1
‑
1.5∶1。三氯化铝和异丁酸铜的总量与巴豆醛的摩尔比为0.05
‑
0.2∶1，优选0.1
‑
0.15∶1。
[0024]优选的，本专利技术所述方法中，控制反应液温度为35
‑
40℃，通气反应的时间为2
‑
6h。
[0025]优选的，所述酸包括盐酸、硫酸、磷酸中的至少一种。更优选的，所述酸选自浓盐酸。进一步的，浓盐酸的用量为每kg巴豆醛使用1
‑
3L浓盐酸，优选为1.8
‑
2.4L。
[0026]优选的，加入酸后升温至65
‑
75℃反应0.5
‑
2h，然后再升温至85
‑
100℃反应1
‑
4h。
[0027]优选的，本专利技术所述方法还包括对山梨酸粗品进行精制，所述精制方法包括：
[0028]将山梨酸粗品加热溶解于甲醇水溶液或乙醇水溶液中，活性炭脱色后，降温至
‑
5至5℃以析出山梨酸。
[0029]进一步地，本专利技术所述方法中，所述山梨酸粗品的精制方法包括：
[0030]将山梨酸粗品加热溶解于甲醇水溶液或乙醇水溶液中，活性炭脱色后，降温至
‑
5至5℃析出山梨酸，过滤后，将滤液浓缩至1/3
‑
1/4体积，然后再次降温至
‑
5至5℃析出山梨酸；合并、干燥后得到山梨酸产品。
[0031]优选的，所述甲醇水溶液或乙醇水溶液的浓度为60
‑
80％，优选70
‑
75％。优选的，加热溶解的温度为60
‑
70℃。
[0032]优选的，降温至0至5℃以析出山梨酸。
[0033]优选的，所述乙烯酮可由乙酸于740
‑
780℃的高温下裂解得到。所通入的乙烯酮的温度优选不超过30℃，更佳的不超过25℃。
[0034]有益效果：
[0035]本专利技术涉及一种微波酯化制备山梨酸乙酯的方法。通过微波反应，本专利技术的山梨酸酯化方法减少了催化剂用量，大大缩短了反应时间、提高了产品的收率和纯度，克服了已有技术普遍存在的反应时间长、收率低、颜色深黄、副产物多、能耗大等问题。此外，本专利技术通过在三氯化铝、异丁酸铜的存在下，使巴豆醛与乙烯酮反应生成山梨酸，所述方法操作简单、巴豆醛转化率高。
[0036]总的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微波酯化制备山梨酸乙酯的方法，所述方法包括：使山梨酸、无水乙醇在催化剂、带水剂的存在下，在微波作用下酯化合成山梨酸乙酯粗品，然后蒸馏得到成品。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括：向装配有分水器的微波反应装置中加入山梨酸、无水乙醇、催化剂、带水剂，开启微波酯化装置加热回流分水，反应完成后冷却，反应液先用水洗涤，然后用碱洗涤，最后再用水洗涤，油相干燥后进行蒸馏，收集山梨酸乙酯馏分得到山梨酸乙酯。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，山梨酸与无水乙醇的摩尔比为1∶4
‑
7。4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述催化剂选自甲磺酸、三氟甲磺酸、苯磺酸、对甲苯磺酸、硫酸、磷酸、盐酸中的至少一种；所述催化剂的用量为山梨酸质量的2
‑
8％，优选3
‑
6％。5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述带水剂选自苯、甲苯、环己烷、正己烷中的至少一种。6.根据权利要求1
‑
5任一项所述的方法，其特征在于，所述山梨酸采用以下方法制备：在三氯化铝、异丁酸铜的存在下，使巴豆醛与乙烯酮反应生成山梨酸。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述山梨酸的制备方法包括：将巴豆醛、三氯化铝、异...

【专利技术属性】
技术研发人员：程克，梁顺香，韦悦，朱宏文，黄园园，蒙社兰，徐小菊，吴进辉，岑米间，黄晓磊，田宇，
申请(专利权)人：广西金源生物化工实业有限公司，
类型：发明
国别省市：