一种C21-38饱和脂环族二元酸或酯的制备方法和用途技术

技术编号:8732616 阅读:207 留言:0更新日期:2013-05-26 10:52
本发明专利技术提供了一种C21-38饱和脂环族二元酸或酯的制备方法和应用,包括制备不饱和脂环族二元酸或酯,制备饱和脂环族二元酸或酯,利用饱和脂环族二元酸制备饱和脂环族二元酸的酰氯,利用饱和脂环族二元酰氯制备饱和脂环族二元酯,利用饱和脂环族二元酯制备对应的酸和利用饱和脂环族二元酯酯交换制备其它饱和脂环族二元酯。通过上述方法制备的C21-38饱和脂环族二元酸或酯用作增塑剂、油品添加剂、制备异氰酸酯和硼酸酯的原料。本发明专利技术采用从蓖麻油中提炼出来的酸或酯为基础原料,生产原料易得,成本低廉,制备的C21-38饱和脂环族二元酸或酯构型单一,副反应少,产物收率高,并且该制备方法条件温和,非常利于工业推广应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一类饱和脂环族二元酯,具体涉及一种c21_38饱和脂环族二元酸或酯的制备方法和用途。
技术介绍
二元酸酯由于其特殊的化学结构在材料、油品添加剂等领域有着广泛的用途,包括脂肪族二元酸酯和芳香族二元酸酯两类。其中脂肪族二元酸酯的性质稳定、无毒无味,应用必将广泛。芳香族二元酸酯,如邻苯二甲酸酯,至今仍在作为聚氯乙烯的增塑剂在广泛使用,但是,它们的毒性已越来越被人们所认识,特别是作为婴幼儿用品在发达国家已被禁止,因此,研究开发一类无毒、无污染的添加剂,如聚氯乙烯增塑剂就成为化学工作者努力探索的一个方面。脂肪酸酯中的脂环族化合物是近年比较热门的研究对象,由于它们分子有一个六元环,性质稳定且无毒,再加上它们可以以植物油为原料合成,低碳环保。目前二元酸酯的制备方法所选用的基础原料为桐油酸或酯,桐油酸或酯含有三个双键,在反应制备过程中容易产生副产物,而副产物的结构相似,不易分离。桐籽树过去在我国种植面积比较大,后由于用途痿缩,出口减少,生产量减少,再加上其采集劳动强度大,农村劳动力越来越少致使桐油的产量越来越少。脱水篦麻油酸含有两个双键,也可用于二元酸酯的生产。蓖麻油经过适当化学方法处理可制得含量达85%以上的十八碳二烯酸,相对稳定,易储存。篦麻比桐籽树好种植,在我国三北地区均可大面积种植,而且是固沙防止水土流失的好品种,这几年国家在内蒙、陕北等地大力提倡,种植面积比较大,篦麻油的产量比较大,因此,开展篦麻油的深加工是目前的当务之急,这一方面可提高农民种植的极积性,更重要的是可发展低碳环保的新材料。
技术实现思路
针对现有技术存在的缺陷与不足,本专利技术的目的是提供一类新的具有广泛工业用途的饱和脂环族二元酸或酯的制备方法和用途。为了实现上述技术任务,本专利技术采用如下技术方案予以实现:一种C21_38饱和脂环族二元酸或酯的制备方法,所述的C21_38饱和脂环族二元酸或酯的结构通式如式I所示:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种C21?38饱和脂环族二元酸或酯的制备方法,所述的C21?38饱和脂环族二元酸或酯的结构通式如式Ⅰ所示:(式Ⅰ)式中,R1、R2、R3为H原子或甲基,R4、R5为H原子或C1?8的直链或支链烷基;其特征在于,该制备方法具体按照以下步骤进行:步骤一,加成反应制备不饱和脂环族二元酸或酯:在压力釜中,由脱水蓖麻油酸酯与一种含双键的脂肪酸酯发生Diels—Alder反应生成不饱和脂环族二元酯的粗品,减压蒸馏得纯品;由脱水蓖麻油酸与一种含双键的脂肪酸发生Diels—Alder反应生成不饱和脂环族二元酸的粗品,减压蒸馏得纯品;将制得的不饱和脂环族二元酯的粗品用质量分数为10%的氢氧化钠溶液在80~90℃加热回流4小时,采用质量分数为10~15%的盐酸酸化,得到对应的不饱和脂环族二元酸,减压蒸馏得纯品,反应过程式Ⅱ所示:(式II)式中,R1、R2、R3为H原子或甲基,R4、R5为H原子或C1?8的直链或支链烷基;其中:反应温度为160~180℃,反应压力为常压~0.5MPa,反应在惰性气体氮气的保护下进行,反应时间为2~6小时;步骤二,催化加氢反应制备饱和脂环族二元酸或酯:在另一个压力反应釜中,将步骤一反应生成的不饱和脂环族二元酸或酯溶液经过催化加氢得到饱和脂环族二元酸或酯,其反应通式如式III所示:(式III)式中,R1、R2、R3为H原子或甲基,R4、R5为H原子或C1?8的直链或支链烷基,其中:反应温度为160~170℃,氢气压力为1.5~2.0MPa,反应时间为6~8小时,催化剂为镍或铂族金属催化剂;步骤三,酰氯化反应制备饱和脂环族二元酸的酰氯:将步骤二制备得到的饱和脂环族二元酸溶解于溶剂中,在40℃以下滴加酰氯化剂,加完后室温搅拌2小时,然后再加热至回流温度回流4小时,反应完成后改回流装置为蒸馏装置,除去体系中的溶剂和易挥发物质,得到饱和脂环族二元酰氯;步骤四,酯化反应制备饱和脂环族二元酯:多颈瓶中先加入醇,常温下再向多颈瓶中加入步骤三得到的饱和脂环族二元酰氯,然后加热至回流温度,进行酯化反应,反应过程中将尾气管接入碱液吸收系统吸收生成的HCl,得到对应的饱和脂环族二元酯,减压蒸馏得纯品,其中,1mol饱和脂环族二元酰氯对应的醇的用量为2mol以上;步骤五,酯水解反应制备对应的酸:将步骤二中得到的饱和脂环族二元酯在酸性或碱性体系中加热水解,水解完成后调节至中性,静置分去水层,加热脱水得到对应的酸;步骤六,酯交换反应制备饱和脂环族二元酯:将步骤二或步骤四中得到的饱和脂环族二元酯在酸性或碱性体系中在常温下加入醇,加热至回流温度进行酯交换反应生成对应的饱和脂环族二元酯,酯交换反应的溶剂为对应的醇。FDA00002781471100011.jpg,FDA00002781471100021.jpg,FDA00002781471100022.jpg...

【技术特征摘要】
1.一种c21_38饱和脂环族二元酸或酯的制备方法,所述的c21_38饱和脂环族二元酸或酯的结构通式如式I所示:2.如权利要求1所述的C21-38饱和脂环族二元酸或酯的制备方法,其特征在于,步骤二中所述的不饱和脂环族二元酸或酯溶液的溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、甲苯和二甲苯中的一种或多种。3.如权利要求1所述的C21-38饱和脂环族二元酸或酯的制备方法,其特征在于,步骤二中所述的镍或钼族金属催化剂为镍、钯/活性炭催化剂,催化剂的用量为反应物重量的I 2wt % ο4...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘林学张明英李建民
申请(专利权)人:青岛雪洁助剂有限公司
类型:发明
国别省市:

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