专利名称：一种制备乙酰蓖麻油酸甲酯的方法
技术领域：
本发明涉及一种乙酰蓖麻油酸甲酯的制备方法，尤其涉及蓖麻油酸甲酯为原料，
离子液体作催化剂制备乙酰蓖麻油酸甲酯的方法。
背景技术：
乙酰蓖麻油酸甲酯是种淡黄色透明粘稠液体，不溶于水，易溶于乙醚、乙醇、苯和 油脂等。可以用做聚氯乙烯、天然橡胶、合成橡胶、聚醋酸乙烯酯等的耐寒增塑剂，改善它们 在低温下脆、硬、不易软化等缺点。尤其它还具有无毒、不易燃、可降解等优点，能够赋予衍 生物良好的性能。可以用于于加工各种与食物接触的包装材料、玩具和医疗器械等行业，所 以乙酰蓖麻油酸甲酯的发展空间是广阔的。 目前，蓖麻油酸甲酯与醋酐的酰化反应制备乙酰蓖麻油酸甲酯，是在比较高的温 度下，不加催化剂进行反应[内蒙古民族大学学报，2006， 21(1) :39-40]。郑顺姬等报道了 羊毛脂(主要成分为脂肪酸甘油三酯)的乙酰化过程(陕西科技大学学报，2003，21(1): 31 34)，采用无催化高温(140°C)羊毛脂与醋酐进行乙酰化反应，转化率84.7%。由于 蓖麻油酸甲酯中羟基键在高温下可以发生烷氧化和脱水反应的发生，使产品的纯度下降；
蓖麻油酸甲酯分子中含有一个不饱和双健，在高温下容易发生聚合反应，并影响反应产品 的收率与色泽，产品需脱色处理；由于在比较高的温度下反应，能耗比较大。 上述不足因此仍有值得改进的地方。
发明内容
本发明目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种反应效率高，反应温度低，环 境友好、高活性、催化剂可循环利用的催化蓖麻油酸甲酯乙酰化反应的方法，它不挥发、可 循环使用和可灵活修饰等优点，克服了其它催化剂的强腐蚀性和污染环境的缺点，实现本 发明目的。 本发明的蓖麻油酸甲酯与醋酐的乙酰化化学反应式如下
<formula>formula see original document page 3</formula> 本发明目的实现，选择采用带_S03H官能团的烷基磺酸吡啶类离子液体作催化剂， 催化制备乙酰蓖麻油酸甲酯的方法，所述方依次按如下步骤进行 (1)在常压条件，将离子液体催化剂加入到蓖麻油酸甲酯及醋酐的混合液中，搅 拌，进行乙酰反应；反应温度为室温 13(TC，优选反应温度为60-8(TC;反应时间0. l-10h， 反应压力为常压；
N-丁基吡啶硫酸氢盐呙子液体<formula>formula see original document page 4</formula> N-戊基吡啶硫酸氢盐离子液体
<formula>formula see original document page 4</formula> (2)将上述步骤(1)的反应液静置分层，分出上层产品为粗乙酰蓖麻油酸甲酯，下 层催化剂及少量醋酐可以不必处理，而重复利用； (3)将步骤(2)的粗乙酰蓖麻油酸甲酯进行减压蒸馏后，再水洗得精制乙酰蓖麻 油酸甲酯。 反应原料与现有技术相同，可以是通常采用的蓖麻油酸甲酯。
本发明的优点是 1、本发明是采用烷基磺酸吡啶类离子液体作为催化剂，催化剂的用量少，反应结
束后可以催化剂和产物可自动分相，离子液体回收后，可以不必处理即可重复利用，活性略 有下降，可以补充少量离子液体。 2、反应过程中催化剂与反应物能够充分接触，在一定程度上降低了乙酰化温度。 因为不需太高温度，避免了蓖麻油酸甲酯中羟基键在高温下发生烷氧化和脱水反应的发 生，还可以提高产品的纯度。
4 其中所述的酰蓖麻油酸甲酯与醋酐的摩尔比1 : 1.5-2.5;其中所述的呙子液体 催化剂使用量占蓖麻油酸甲酯以质量计^ 0. 1% ;优选以质量计为0. 5-1. 5%，其中所述的 带_S03H官能团的烷基磺酸吡啶类离子液体，其结构式分别为
<formula>formula see original document page 4</formula> 其中上式离子液体催化剂中烷基R。的烷基碳链长为1-10个碳原子，RrR5的烷基 碳链长0-20个碳原子，R。-R5中碳原子超过IO个，则催化性能下降，没有实际用途。离子液 体催化剂中阴离子X—为HS(V ;
优选离子液体催化剂分子式如下 N-乙基吡啶硫酸氢盐离子液体
<formula>formula see original document page 4</formula> N-丙基吡啶硫酸氢盐离子液体
<formula>formula see original document page 4</formula>
3、制得的粗乙酰蓖麻油酸甲酯减压蒸馏出未反应的醋酐后，水洗，脱水后，产品色 泽明亮，不必进行脱色处理。 4、本发明方法简单，易于操作，反应时间短，收率高对设备腐蚀小，既可以减少能 源，又可以降低成本。其突出的优点是蓖麻油酸甲酯的乙酰化反应温度从14(TC降低到 60-80°C ，降低了能耗，产品的色泽得到了改善 本发明给出的区间值，并非数学概念的精确端值，而试验选择有协当区间，适当偏 离端值并非不可以。
图1为本发明离子液体催化剂重复性实验结果。
具体实施例方式
对比实施例在0.25L反应器中，加入蓖麻油酸甲酯和乙酸酐(摩尔质量比 1 : 2)，不加催化剂，在14(TC下反应2小时，转化率为83.4%。 实施例1 :在0.25L反应器中，加入蓖麻油酸甲酯和乙酸酐(摩尔质量比1 : 2)， 催化剂N-丙基吡啶磺酸硫酸氢盐离子液体加入量为1. 5%，在7(TC下反应1小时，转化率 达到93. 37% 实施例2:在0.25L反应器中，加入蓖麻油酸甲酯和乙酸酐(摩尔质量比l : 2)， 催化剂N-丙基吡啶磺酸硫酸氢盐离子液体加入量为0. 5%，在8(TC下反应2小时，转化率 达到96. 21% 实施例3:在0.25L反应器中，加入蓖麻油酸甲酯和乙酸酐(摩尔质量比l : 2)， 催化剂N-丙基吡啶磺酸硫酸氢盐离子液体加入量为1%，在6(TC下反应3小时，转化率达 到90. 36% 实施例4:在0.25L反应器中，加入蓖麻油酸甲酯和乙酸酐(摩尔质量比1 : 2.5)， 催化剂N- 丁基吡啶磺酸硫酸氢盐离子液体加入量为1%，在7(TC下反应1小时，转化率达 到93. 64% 实施例5 :在0.25L反应器中，加入蓖麻油酸甲酯和乙酸酐(摩尔质量比l : 2.5)， 催化剂N-丙基吡啶磺酸硫酸氢盐离子液体加入量为0. 5%，在6(TC下反应2小时。转化率 达到90. 31% 实施例6 :在0.25L反应器中，加入蓖麻油酸甲酯和乙酸酐(摩尔质量比l : 2.5)， 催化剂N-丙基吡啶磺酸硫酸氢盐离子液体加入量为1. 5X，在8(TC下反应3小时。转化率 达到96. 35% 实施例7 :在0.25L反应器中，加入蓖麻油酸甲酯和乙酸酐(摩尔质量比l : 1.5)， 催化剂N-戊基吡啶硫酸氢盐离子液体加入量为0. 5% ，在6(TC下反应1小时。转化率达到 85. 59% 实施例8 :在0.25L反应器中，加入蓖麻油酸甲酯和乙酸酐(摩尔质量比l : 1.5)， 催化剂N-乙基吡啶硫酸氢盐离子液体加入量为1X，在7(TC下反应2小时。转化率达到 90. 39% 实施例9 :除以下不同外，其余与上述实例6相同，考察催化剂重复性实验结果。从图中可以看出离子液体回收后，可以不必处理即可重复利用，活性略有下降，可以补充少量 离子液体提高其活性。
权利要求
一种制备乙酰蓖麻油酸甲酯的方法，其特征在于按下述步骤进行(1)在常压条件，将离子液体催化剂加入到蓖麻油酸甲酯及醋酐的混合液中，搅拌，进行乙酰反应；反应温度为室温～130℃；反应时间0.1-10h；其中所述的酰蓖麻油酸甲酯与醋酐的摩尔比1∶1.5-2.5；其中所述的离子液体催化剂使用量占蓖麻油酸甲酯以质量计≥0.1％；其中所述离子液体催化剂为带-SO3H官能团的烷基磺酸吡啶类离子液体，其结构式为其中上式离子液体催化剂中烷基R0的烷基碳链长为1-10个碳原子，R1-R5的烷基碳链长0-20个碳原子，离子液体催化剂中阴离子X-为HSO4-；(2)将上述步骤(1)的反应液静置分层，分出上层产品为粗乙酰蓖麻油酸甲酯，下层催化剂及少量醋酐可以不必处理，而重复利用；(3)将步骤(2)的粗乙酰蓖麻油酸甲酯进行减压蒸馏后，再水洗得精制乙酰蓖麻油酸甲酯。FSA00000022161400011.tif
2. 根据权利要求1所述的一种制备乙酰蓖麻油酸甲酯的方法，其特征在于其中所述的 反应温度为60-80°C。
3. 根据权利要求l所述的一种制备乙酰蓖麻油酸甲酯的方法，其特征在于其中所 述的离子液体催化剂使用量占蓖麻油酸甲酯以质量计为O. 5-1.5% ;离子液体催化剂分子式如下N-乙基吡啶硫酸氢盐离子液体 <formula>formula see original document page 2</formula>HS(V或者N-丙基吡啶硫酸氢盐离子液体 <formula>formula see original document page 2</formula>!/或者N-丁基吡啶硫酸氢盐离子 <formula>formula see original document page 2</formula>HSO,或者N-戊基吡啶硫酸氢盐离子液体
全文摘要
一种制备乙酰蓖麻油酸甲酯的方法，按下述步骤进行(1)在常压条件，将离子液体催化剂加入到蓖麻油酸甲酯及醋酐的混合液中，搅拌，进行乙酰反应；反应温度为室温～130℃，反应时间0.1-10h；其中所述的酰蓖麻油酸甲酯与醋酐的摩尔比1∶1.5-2.5；其中所述的离子液体催化剂使用量占蓖麻油酸甲酯以质量计≥0.1％；其中所述离子液体催化剂为带-SO3H官能团的烷基磺酸吡啶类离子液体，(2)将上述步骤(1)的反应液静置分层，分出上层产品为粗乙酰蓖麻油酸甲酯，下层催化剂及少量醋酐可以不必处理，而重复利用；(3)将步骤(2)的粗乙酰蓖麻油酸甲酯进行减压蒸馏后，再水洗得精制乙酰蓖麻油酸甲酯。本发明方法简单，易于操作，反应时间短，收率高，对设备腐蚀小，成本低。
文档编号C07C69/73GK101774917SQ20101010684
公开日2010年7月14日 申请日期2010年2月5日 优先权日2010年2月5日
发明者姚超, 李为民, 李成燕, 邱玉华 申请人:江苏工业学院