丙酸酯的制备方法技术

本发明专利技术涉及丙酸和一元醇在凝胶型强酸性离子交换树脂催化剂的作用下发生酯化反应生成丙酸酯，凝胶型强酸性离子交换树脂是氢型带磺酸根基团的苯乙烯—二苯乙烯共聚物，树脂的孔径小于8nm，属于有机物的制备技术领域。本发明专利技术的丙酸酯的制备方法通过所采用的催化剂有效地吸附反应杂质，提高产物纯度，且催化剂催化效果好、腐蚀性低、容易与产物分离。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种以丙酸和一元醇为原料生产丙酸酯的方法，属于有机物的制备

技术介绍
以丙酸和一元醇为原料制得的丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸正丙酯和丙酸异丙酯等是最基本的化工原料，可作为有机物溶剂使用，并且被广泛应用于香料的制备和其他有机化合物的制备。目前，一些特殊行业，比如电池行业，对此类丙酸酯的需求量日益增加，同时对其纯度的要求极高，一般要求其纯度达到99. 5%以上，要求更高的需要达到99. 8%以上。丙酸甲酯是由丙酸与甲醇酯化而得的，丙酸乙酯是由丙酸与乙醇酯化而得的，丙酸正丙酯是由丙酸与正丙醇酯化而得的，丙酸异丙酯是由丙酸与异丙醇酯化而得的。其常用的制备方法是将丙酸和一元醇混合，在硫酸的催化下直接酯化，经过精馏，制得成品。这种制备方法虽然成本低廉，但是由于硫酸是强酸具有很强的氧化性和脱水性，导致反应中副反应多，不利于制备高纯度的丙酸酯。此外，该制备方法对生产设备的腐蚀较为严重；污染性高，环保压力大。目前，很多人正致力于寻找能够替代硫酸的新型催化剂。中国专利文献CN102336661A (申请号为201110205756. 6)公开了一种丙酸甲酯的制备方法，在酸性离子液体催化剂的作用下使丙酸和甲醇发应合成丙酸甲酯，其中酸性离子液体催化剂的阳离子部分选自咪唑类阳离子、吡啶类阳离子、季铵盐类阳离子和季膦盐类阳离子中。中国专利文献CN102320962A (申请号为201110200706. 9)公开了一种催化合成丙酸甲酯的方法，选用吡啶硫酸氢盐、咪唑硫酸氢盐、吡啶对甲苯磺酸、咪唑对甲苯磺酸、咪唑类磷酸氢盐的离子液或对甲苯磺酸为催化剂。虽然这两种方法可以降低对设备的腐蚀性，但是酸性离子液体催化剂与产物极难分离，会影响产物的纯度，实用性欠佳。中国专利文献CN101560152B (申请号为200910027313. 5)公开了一种合成丙酸酯的方法。该方法为丙酸与烯烃在大孔强酸性离子交换树脂催化剂作用下合成丙酸酯，其中大孔强酸性离子交换树脂催化剂为氢型带磺酸根基团的苯乙烯一二苯乙烯共聚物。该合成方法所采用的一种原料是丙酸，另一种原料是烯烃(丙烯或异丁烯)，合成的产物是丙酸异丙酯或丙酸叔丁酯，故而反应不生成水，有别于丙酸与一元酸酯化生成丙酸酯的反应。此外，大孔型强酸性离子交换树脂作为酸性催化剂使用，虽然反应转化率高，选择性高，容易与产物分离但是对提高丙酸酯的纯度帮助不大。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种通过所采用的催化剂有效地吸附反应杂质， 提高产物纯度，且催化剂催化效果好、腐蚀性低、容易与产物分离的。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种，丙酸和一元醇在凝胶型强酸性离子交换树脂催化剂的作用下发生酯化反应生成丙酸酯，所述凝胶型强酸性离子交换树脂是氢型带磺酸根基团的苯乙烯一二苯乙烯共聚物，树脂的孔径小于8nm。为了解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种，丙酸和一元醇在凝胶型强酸性离子交换树脂催化剂的作用下发生酯化反应生成丙酸酯，所述一元醇是甲醇，所述丙酸酯是丙酸甲酯，所述凝胶型强酸性离子交换树脂是氢型带磺酸根基团的苯乙烯一二苯乙烯共聚物，树脂的孔径小于8nm。。该方法用于制备高纯度的丙酸甲酯。为了解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种，丙酸和一元醇在凝胶型强酸性离子交换树脂催化剂的作用下发生酯化反应生成丙酸酯，所述一元醇是乙醇，所述丙酸酯是丙酸乙酯，所述凝胶型强酸性离子交换树脂是氢型带磺酸根基团的苯乙烯一二苯乙烯共聚物，树脂的孔径小于8nm。该方法用于制备高纯度的丙酸乙酯。为了解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种，丙酸和一元醇在凝胶型强酸性离子交换树脂催化剂的作用下发生酯化反应生成丙酸酯，所述一元醇是正丙醇，所述丙酸酯是丙酸正丙酯，所述凝胶型强酸性离子交换树脂是氢型带磺酸根基团的苯乙烯一二苯乙烯共聚物，树脂的孔径小于8nm。该方法用于制备高纯度的丙酸正丙酯。为了解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种，丙酸和一元醇在凝胶型强酸性离子交换树脂催化剂的作用下发生酯化反应生成丙酸酯，所述一元醇是异丙醇，所述丙酸酯是丙酸异丙酯，所述凝胶型强酸性离子交换树脂是氢型带磺酸根基团的苯乙烯一二苯乙烯共聚物，树脂的孔径小于8nm。该方法用于制备高纯度的丙酸异丙酯。为了使得凝胶型强酸性离子交换树脂吸附杂质的效果更好，同时提高酯化反应的转化率和丙酸酯的收率，上述技术方案的一种优选是上述凝胶型强酸性离子交换树脂是 Dowex 50W X 2 hydrogen form 树脂、Dowex 50W X 4 hydrogen form 树脂或 Dowex 50W X 8 hydrogen form 树月旨。为了保证酯化反应的反应速率和产物的质量，上述技术方案的一种优选是酯化反应前，在反应釜内加入丙酸和占丙酸质量2%至20%的凝胶型强酸性离子交换树脂催化剂。为了提高酯化反应的反应速率，更进一步地保证产物的质量，上述技术方案的一种优选是酯化反应时，反应釜内的温度为90°C至120°C，搅拌速度为600rpm/min至 1000rpm/min,以I. OL/min至I. 5L/min的速度向反应爸内连续加入丙酸和一元醇的混合液，所述混合液中丙酸和一元醇的摩尔比为I : I至2 : I。为了有效提升成品的酯含量，上述技术方案的一种优选是酯化反应后进行精馏， 用以分离提取共沸混合液中的丙酸酯，精馏时，在共沸混合液中加入萃取剂，萃取剂与共沸混合液的质量比为I : 5至I : 25。为了提高精馏效果，从而更好地提升成品的酯含量，上述技术方案的一种优选是 上述萃取剂是乙二醇。本专利技术具有积极的效果本专利技术的采用凝胶型强酸性离子交换树脂作为催化剂，该树脂的孔径在8nm以下，润湿后孔径在5nm以下，相较大孔型强酸性离子交换树脂20nm至500nm的孔径，采用极小孔径的凝胶型强酸性离子交换树脂在酯化反应中可以有效地吸附反应物中的杂质和产物中的杂质，有利于提升产物的纯度。通过色谱分析测定对丙酸酯成品中的酯含量进行比较可知，即使采用孔径较小的大孔型强酸性离子交换树脂作为催化剂(如=Amberlyst 15，平均孔径为29nm)，丙酸酯成品中的酯含量比采用凝胶型强酸性离子交换树脂作为催化剂的低O. 5%左右。此外，丙酸酯的收率也比采用凝胶型强酸性离子交换树脂作为催化剂的低。如果采用孔径较大的大孔型强酸性离子交换树脂作为催化剂，酯含量和收率的差值将更加明显。该方法适用于低成本大规模的生产丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸正丙酯和丙酸异丙酯等丙酸酯，具有极高的经济价值。此外，采用凝胶型强酸性离子交换树脂作为催化剂，反应转化率高，选择性高，副产物少。由于凝胶型强酸性离子交换树脂呈固体颗粒状，通过简单的滤网过滤装置就可方便地对催化剂和产物进行分离，催化剂可重复利用，经济环保。具体实施方式(实施例I丙酸甲酯)本实施例的的具体步骤如下(O酯化反应前，向容量为1000L的精馏塔反应釜内，投入400kg的丙酸(化学纯)和 20kg的凝胶型强酸性离子交换树脂催化剂。所述凝胶型强酸性离子交换树脂催化剂是陶氏化学生产的颗粒大小为200mesh至400mesh的Dowex 50WX2 hydrogen form树脂，该树脂为固体颗粒状，主要成分是氢型带磺酸根基团的苯乙烯一二苯乙烯共聚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种丙酸酯的制备方法，其特征在于：丙酸和一元醇在凝胶型强酸性离子交换树脂催化剂的作用下发生酯化反应生成丙酸酯，所述凝胶型强酸性离子交换树脂是氢型带磺酸根基团的苯乙烯—二苯乙烯共聚物，树脂的孔径小于8nm。

【技术特征摘要】
1.一种丙酸酯的制备方法，其特征在于丙酸和一元醇在凝胶型强酸性离子交换树脂催化剂的作用下发生酯化反应生成丙酸酯，所述凝胶型强酸性离子交换树脂是氢型带磺酸根基团的苯乙烯一二苯乙烯共聚物，树脂的孔径小于8nm。2.—种丙酸酯的制备方法，其特征在于丙酸和一元醇在凝胶型强酸性离子交换树脂催化剂的作用下发生酯化反应生成丙酸酯，所述一元醇是甲醇，所述丙酸酯是丙酸甲酯，所述凝胶型强酸性离子交换树脂是氢型带磺酸根基团的苯乙烯一二苯乙烯共聚物，树脂的孔径小于8nm。3.—种丙酸酯的制备方法，其特征在于丙酸和一元醇在凝胶型强酸性离子交换树脂催化剂的作用下发生酯化反应生成丙酸酯，所述一元醇是乙醇，所述丙酸酯是丙酸乙酯，所述凝胶型强酸性离子交换树脂是氢型带磺酸根基团的苯乙烯一二苯乙烯共聚物，树脂的孔径小于8nm。4.一种丙酸酯的制备方法，其特征在于丙酸和一元醇在凝胶型强酸性离子交换树脂催化剂的作用下发生酯化反应生成丙酸酯，所述一元醇是正丙醇，所述丙酸酯是丙酸正丙酯，所述凝胶型强酸性离子交换树脂是氢型带磺酸根基团的苯乙烯一二苯乙烯共聚物，树脂的孔径小于8nm。5.一种丙酸酯的制备方法，其特征在于丙酸和一元醇在凝胶型强酸性离子交换树脂催化剂的作用下发生酯化反应生成丙酸酯，所述一元醇是异丙醇，所述丙酸酯是丙...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐奕，薛静娴，徐松浩，
申请(专利权)人：常州市松盛香料有限公司，
类型：发明
国别省市：