一种异烟酸酯高转化率制备方法技术

本发明专利技术公开了一种异烟酸酯高转化率制备方法，包括以下步骤：（1）在氮气保护下，向反应器中加入异烟酸、多碳醇和固体有机酸催化剂；（2）将反应器加热至110

【技术实现步骤摘要】
一种异烟酸酯高转化率制备方法


[0001]本专利技术涉及有机合成
，具体涉及一种异烟酸酯高转化率制备方法。

技术介绍

[0002]异烟酸酯是一种溶液呈棕红色或棕色透明状，无刺激性气味的化合物，其不易氧化，不变色、稳定性好，有良好的润肤、延展和渗透性，是一种无毒、无刺激性、不产生过敏性反应的非离子表面活性剂。
[0003]皮肤对异烟酸酯的吸收性好，能在皮层内与毛囊紧密接触，渗入皮层深处，并将活性组分带入，充分发挥有效成分的作用。化妆品中(用量为2％～5％)加入异烟酸酯，可使产品均匀地涂抹在皮肤上，使皮肤具有滑而不腻的感觉，是优良润肤剂；在脣膏中加入异烟酸酯能改善红色膏体的结构和光泽。因此异烟酸酯被广泛应用于膏霜、粉底霜、口红、防晒油、发油、睫毛膏、眼影膏、油墨等配方中。
[0004]另外，异烟酸酯可直接用作高级润滑油的添加剂、高级仪表加工中的切削油、冷却液、碾轧油及钻孔油等油剂的添加剂，在不影响效率的前提下改善油品，为石油产品提供代用品，也可作为纺织品的润滑剂。基于以上的作用，异烟酸酯被广泛应用于合成润滑剂工业、纺织工业、石油工业等。目前，异烟酸酯在化妆品、塑料加工业等行业的用量已达1000吨/年，而且每年以8％
‑
10％的速度增加。
[0005]异烟酸酯虽然在润滑剂工业、纺织工业、石油工业、塑料加工业、化妆品等领域具有广泛应用前景，但国内相关的生产厂家极少。在国外厂家异烟酸酯的制备工艺中大多使用浓硫酸作为催化剂，其虽然具有优异的催化活性，但浓硫酸酸性强，生产过程中设备腐蚀严重，致使设备改换频繁，生产成本增加；浓硫酸氧化性强，导致醇和水发生反应生成醚并产生焦质，影响产品质量；生产过程中产生大量废酸、废水污染环境；浓硫酸作催化剂不能再生利用，相应增加了生产成本；浓硫酸与产品不易分离，后处理工序复杂，产品成本提高。并且现有技术中异烟酸酯的制备方法较为复杂，成本和损耗较高，并且反应的转化率和产率仍有待提高。
[0006]因此，目前亟需一种转化率和产率高、污染少并且工艺流程简单的异烟酸酯制备方法。

技术实现思路

[0007]专利技术目的：针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种转化率和产率高、污染少并且工艺流程简单的异烟酸酯高转化率制备方法。
[0008]技术方案：
[0009]一种异烟酸酯高转化率制备方法，包含以下步骤：
[0010](1)在氮气保护下，向反应器中加入异烟酸、多碳醇和固体有机酸催化剂；
[0011](2)将反应器加热至110
‑
180℃，反应4
‑
6小时，反应过程中用分水器分离生成的水；
[0012](3)反应结束后，将产物过滤、中和、减压蒸馏后即可制得所述异烟酸酯；
[0013]所述分水器中含有带水剂；
[0014]所述固体有机酸催化剂包含强酸性阳离子交换树脂和金属氯化物；
[0015]所述强酸性阳离子交换树脂具有如下式A所示结构：
[0016][0017]其中n＝60
‑
180。
[0018]本专利技术提供的异烟酸酯高转化率制备方法，反应组分简单，且使用固体有机酸催化剂，一方面减少了硫酸等液体酸催化剂对环境的污染，另一方面使产物易分离，可以简化生成工艺。
[0019]本专利技术提供的异烟酸酯高转化率制备方法，使用固体有机酸催化剂作为反应催化剂，其包含强酸性阳离子交换树脂和金属氯化物，具有很强的催化能力并且对异烟酸酯反应具有很强的选择性和专一性，可以显著提高反应的转化率和产率。
[0020]进一步地，所述步骤(1)中异烟酸和多碳醇的摩尔比为1：1
‑
1.5。
[0021]进一步地，所述步骤(1)中固体有机酸的加入量为反应物总质量的3
‑
5％。
[0022]进一步地，所述带水剂选自4A分子筛或5A分子筛中的一种。
[0023]本专利技术提供的异烟酸酯高转化率制备方法，在分水器中添加分子筛作为带水剂，对水的针对性强，只分离水分，不影响反应物和产物，并且固体有机酸催化剂具有憎水效果，可以快速、干净的脱除反应产生的水，使反应转化率和产率大幅提高。
[0024]进一步地，所述金属氯化物选自氯化铝、氯化铁或氯化铬中的一种；所述强酸性阳离子交换树脂和金属氯化物的质量比为3
‑
5：1。
[0025]进一步地，所述强酸性阳离子交换树脂通过以下步骤制备：
[0026](1)在反应器中，加入N
‑
(环氧丙基)
‑
N
‑
苯基
‑
环氧乙烷甲胺和有机溶剂，搅拌混合均匀，在氮气保护下升温至35
‑
45℃后，缓慢滴加溴丙烯，滴加时间2
‑
3小时，滴加结束后升温至50
‑
55℃，保温反应18
‑
24小时后，除去溶剂，重结晶后制得如下式B化合物：
[0027][0028](2)在反应器中，加入二乙烯苯、式B化合物和引发剂，搅拌均匀后升温至80
‑
95℃反应4
‑
6小时后冷却至室温，抽滤、洗涤、干燥制得如下式C化合物：
[0029]其中n＝60
‑
180；
[0030](3)在反应器中，加入式C化合物和四氢呋喃溶胀8
‑
12小时后，加入氨基磺酸钠和氢氧化钠水溶液，升温至80
‑
100℃，保温反应16
‑
24小时后冷却至室温，抽滤、洗涤、干燥后制得所述强酸性阳离子交换树脂。
[0031]本专利技术提供的异烟酸酯高转化率制备方法，固体有机酸催化剂中的强酸性阳离子交换树脂，具有多个磺酸官能团，并且其分散于多个支链中，可以快速参与到反应物反应中，具有优异的催化能力；含有多个芳香官能团和多个支链结构，进而具有较长的手臂链，易于和其他物质反应和发生离子交换；通过其季铵结构和芳香结构具有较大的空间位阻，使其与反应物的接触体积增大，进而具有优异的催化能力；并且其结构中的多个芳香官能团，使其具有优异的稳定性，进而具有很长的使用寿命，可以多次循环使用。
[0032]进一步地，所述步骤(1)中N
‑
(环氧丙基)
‑
N
‑
苯基
‑
环氧乙烷甲胺和溴丙烯的摩尔比为1：1
‑
1.2。
[0033]进一步地，所述步骤(2)中引发剂选自过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酰叔丁酯或过氧化甲乙酮中的一种；所述二乙烯苯和式B化合物的摩尔比为1：2
‑
2.2。
[0034]进一步地，所述步骤(3)中式C化合物和氨基磺酸钠的质量比为2
‑
3：1。
[0035]进一步地，所述固体有机酸催化剂的制备方法为：在反应器中，将强酸性阳离子交换树脂和金属氯化物加入到有机溶剂中，升温至80
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种异烟酸酯高转化率制备方法，其特征在于，包含以下步骤：（1）在氮气保护下，向反应器中加入异烟酸、多碳醇和固体有机酸催化剂；（2）将反应器加热至110
‑
180℃，反应4
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6小时，反应过程中用分水器分离生成的水；（3）反应结束后，将产物过滤、中和、减压蒸馏后即可制得所述异烟酸酯；所述分水器中含有带水剂；所述固体有机酸催化剂包含强酸性阳离子交换树脂和金属氯化物；所述强酸性阳离子交换树脂具有如下式A所示结构：，其中n=60
‑
180。2.根据权利要求1所述的异烟酸酯高转化率制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中异烟酸和多碳醇的摩尔比为1：1
‑
1.5。3.根据权利要求1所述的异烟酸酯高转化率制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中固体有机酸的加入量为反应物总质量的3
‑
5%。4.根据权利要求1所述的异烟酸酯高转化率制备方法，其特征在于，所述带水剂选自4A分子筛或5A分子筛中的一种。5.根据权利要求1所述的异烟酸酯高转化率制备方法，其特征在于，所述金属氯化物选自氯化铝、氯化铁或氯化铬中的一种；所述强酸性阳离子交换树脂和金属氯化物的质量比为3
‑
5：1。6.根据权利要求1所述的异烟酸酯高转化率制备方法，其特征在于，所述强酸性阳离子交换树脂通过以下步骤制备：（1）在反应器中，加入N
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(环氧丙基)
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N
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苯基
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环氧乙烷甲胺和有机溶剂，搅拌混合均匀，在氮气保护下升温至35
‑
45℃后，缓慢滴加溴丙烯，滴加时间2
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3小时，滴加结束后升温至50
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55℃，保温反应18

【专利技术属性】
技术研发人员：火勋俊，边瑞峰，
申请(专利权)人：包头市蒙荣精细材料有限责任公司，
类型：发明
国别省市：