一种丁二酸二酯的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种丁二酸二酯的制备方法，包括以下步骤：将顺丁烯二酸酐、醇类化合物、二氧化碳、氢气和加氢催化剂混合后进行酯化氢化反应，得到丁二酸二酯。本发明专利技术以顺丁烯二酸酐、醇类化合物和氢气为原料，二氧化碳作为溶剂和酸催化剂，在加氢催化剂的催化下进行酯化加氢反应，得到丁二酸二酯。本发明专利技术提供的方法以二氧化碳作为酯化加氢反应的溶剂以及酸催化剂，具有较高的催化活性，提高了反应速率；而且它还能与反应过程中生成的水形成酸，得到的产物在二氧化碳中有一定的溶解度，进而促进了反应向正方向进行，从而提高了丁二酸二酯的转换率，提高了丁二酸二酯的产率。实验结果表明，本发明专利技术提供的方法得到的丁二酸二甲酯的收率大于99%。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及有机合成
，尤其涉及。
技术介绍
丁二酸二酯是丁二酸和醇类化合物酯化反应的产物，如丁二酸二甲酯、丁二酸二丙酯、丁二酸二异丙酯和丁二酸二正辛酯等，其中以丁二酸二甲酯(Dimethyl Succinate)的应用最为广泛。丁二酸二甲酯也称为琥珀酸二甲酯。CAS号为106-65-0，分子式为C4HltlO4,具有式(I)所示结构。丁二酸二甲酯室温下为无色至淡黄色液体，冷却后可固化，呈葡萄酒和醚香及果香和焦香，沸点1950C 196°C，或80°C (1466Pa)，熔点18°C 19°C，闪点90。。。微溶于水(1%)，溶于乙醇(3%)，易溶于醚、和丙酮，混溶于油类。丁二酸二甲酯是重要的合成香料和有机溶剂，可作为食用防腐剂，还被用作合成1，4_ 丁二醇、Y-丁内酯、四氢呋喃 的原料，还用于合成光稳定剂、高档涂料、杀菌剂、医药中间体等，是重要的化工原料。 O Λ-O⑴目前工业上对于丁二酸二甲酯的合成，常采用丁二酸和甲醇为原料，以浓硫酸为催化剂催化酯化反应直接合成制得。然而，这种合成工艺的副反应多，收率低，后处理过程复杂，设备腐蚀严重、环境污染大。丁二酸与甲醇酯化反应比顺丁烯二酸酐与甲醇酯化反应要困难和慢得多。原料丁二酸本身就是顺酐的加氢得到的，并且与甲醇酯化反应速度慢，反应难以进行到底，产物分离精制困难。为了减少副反应的发生，公开号为CN101824627的中国专利公开了一种制备丁二酸二甲酯的方法，该方法以顺丁烯二酸酐和甲醇为原料，将其置于间歇反应釜中，在硫酸的作用下进行催化酯化反应，然后经过电化学还原得到丁二酸二甲酯。该专利公开的方法虽然减少了副反应的产生，但是其在酯化过程中使用液体强酸，易导致设备腐蚀；而且催化剂分离困难，容易造成环境污染；顺丁二酸二甲酯电化学还原合成丁二酸二甲酯中转化率不高，过程使用硫酸，能耗高，有机溶剂用量大，损耗大。为了降低能耗，提供一种无污染、可规模化生产丁二酸二甲酯的方法，公开号为CN102070448的中国专利公开了一种制备丁二酸甲酯的方法，该方法以顺丁烯二酸酐和甲醇为原料，将其进行分段酯化氢化连续反应，具体为在固体酸催化剂作用下进行酯化反应，然后在加氢催化剂的作用下进行加氢反应，得到丁二酸甲酯。然而，该专利公开的方法中酯化和氢化是分步进行的，酯化反应过程中，水的存在使得离子交换树脂固体酸催化剂的活性降低，并且离子交换树脂固体酸催化剂不宜在该方法提供的反应温度下长时间运行，使得到的丁二酸甲酯的产率较低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，本专利技术提供的方法提高了合成丁二酸二酯的转化率，提高了得到的丁二酸二酯的产率。本专利技术提供了，包括以下步骤将顺丁烯二酸酐、醇类化合物、二氧化碳、氢气和加氢催化剂混合后进行酯化氢化反应，得到丁二酸二酯。优选的，所述醇类化合物为碳原子数为f 10的醇类化合物。优选的，所述顺丁烯二酸酐与所述醇类化合物的摩尔比为(2飞)1。优选的，所述加氢催化剂的质量为所述顺丁烯二酸酐与所述醇类化合物总质量的O.1% 10%。优选的，所述二氧化碳的压力为IMPa 14MPa。优选的,所述氢气的压力为O. lMPa 5MPa。优选的，所述酯化氢化反应的温度为70°C ^160oC。优选的，所述酯化氢化反应的时间为O. 5小时飞小时。优选的，所述加氢催化剂包括催化剂载体和负载于所述催化剂载体上的活性组分； 所述活性组分为Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Ir、Pt、Cu、Zn 的一种或几种；所述催化剂载体为碳、A1203、SiO2, TiO2, ZnO中一种或几种。优选的，所述活性组分占所述加氢催化剂的质量分数为O. 5wt9Tl5wt%。本专利技术提供了，包括以下步骤将顺丁烯二酸酐、醇类化合物、二氧化碳、氢气和加氢催化剂混合后进行酯化氢化反应，得到丁二酸二酯。本专利技术以顺丁烯二酸酐、醇类化合物和氢气为原料，二氧化碳作为溶剂和酸催化剂，在加氢催化剂的催化下进行酯化加氢反应，得到丁二酸二酯。本专利技术提供的方法以二氧化碳作为酯化加氢反应的溶剂以及酸催化剂，具有较高的催化活性，提高了反应速率；而且它还能与反应过程中生成的水形成酸，进而促进了反应向正方向进行；而且得到的产物在二氧化碳中有一定的溶解度，也能够促使反应向正方向进行，从而提高了丁二酸二酯的转换率，提高了丁二酸二酯的产率。实验结果表明，本专利技术提供的方法得到的丁二酸二甲酯的收率大于99%。另外，本专利技术提供的方法顺丁烯二酸酐与醇类化合物的酯化氢化能够一步完成，简化了生产工艺。而且反应过程绿色环保，利于产物的分离精制，降低了生产成本，有利于工业生产。附图说明图I为本专利技术实施例11得到的产物的气相色谱图；图2为本专利技术实施例27得到的产物的气相色谱图。具体实施例方式本专利技术提供了，包括以下步骤将顺丁烯二酸酐、醇类化合物、二氧化碳、氢气和加氢催化剂混合后进行酯化氢化反应，得到丁二酸二酯。本专利技术提供，本专利技术提供的方法以顺丁烯二酸酐、醇类化合物和氢气为原料，二氧化碳作为溶剂和酸催化剂，在加氢催化剂的催化下进行酯化加氢反应，得到丁二酸二酯。本专利技术提供的方法以二氧化碳作为酯化加氢反应的溶剂以及酸催化剂，具有较高的催化活性，提高了反应速率；而且它还能与反应过程中生成的水形成酸，进而促进了反应向正方向进行；而且得到的产物在二氧化碳中有一定的溶解度，也能够促使反应向正方向进行，从而提高了丁二酸二酯的转换率，提高了丁二酸二酯的产率。实验结果表明，本专利技术提供的方法得到的丁二酸二甲酯的收率大于99%。本专利技术将顺丁烯二酸酐、醇类化合物、二氧化碳、氢气和加氢催化剂混合后进行酯化氢化反应，得到丁二酸二酯。本专利技术将上述原料混合后，一步进行酯化和氢化反应，得到丁二酸二酯。本专利技术采用顺丁烯二酸酐(MaleicAnhydride, MAH)为反应原料,顺丁烯二酸酐亦称马来酸酐、十水苹果酸酐，具有式(II)所示结构权利要求1.，包括以下步骤 将顺丁烯二酸酐、醇类化合物、二氧化碳、氢气和加氢催化剂混合后进行酯化氢化反应，得到丁二酸二酯。2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述醇类化合物为碳原子数为f10的醇类化合物中的一种。3.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述顺丁烯二酸酐与所述醇类化合物的摩尔比为(2 6) : I。4.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述加氢催化剂的质量为所述顺丁烯二酸酐与所述醇类化合物总质量的ο. ι°/Γιο%。5.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述二氧化碳的压力为lMPa 14MPa。6.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述氢气的压力为O.lMPa 5MPa。7.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述酯化氢化反应的温度为70°c^ieo0C。8.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述酯化氢化反应的时间为O.5小时飞小时。9.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述加氢催化剂包括催化剂载体和负载于所述催化剂载体上的活性组分； 所述活性组分为Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Ir、Pt、Cu、Zn的一种或几种； 所述催化剂载体为碳、A1203、SiO2, TiO2, ZnO中一种或几种。10.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述活性组分占所述加氢催化剂的质量分数为O. 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种丁二酸二酯的制备方法，包括以下步骤：将顺丁烯二酸酐、醇类化合物、二氧化碳、氢气和加氢催化剂混合后进行酯化氢化反应，得到丁二酸二酯。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵凤玉，于彦存，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：