一种丁二酸二酯的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种丁二酸二酯的制备方法。其步骤为：将低浓度的丁二酸水溶液、醇、萃取剂和催化剂混合进行反应得到丁二酸二酯。反应采用一种固载磺酸性杂多酸离子液体为催化剂，催化效果好且可回收利用；反应过程中采用多氯代烷烃不断将产物酯萃取出，进而不断促进反应向正方向进行，从而大大提高了丁二酸的转化率。实验结果表明该方法所得丁二酸二酯产率大于97％。该制备方法简单，且所涉及的催化剂、醇、萃取剂都可回收再利用从而大大降低成本，其方法简单，工艺流程合理，能耗低，产品质量好。
【专利说明】一种丁二酸二酯的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种丁二酸水溶液直接酯化制备丁二酸二酯的制备方法。
【背景技术】
[0002]发酵法生产丁二酸过程中，发酵过后丁二酸存在于有大量水的发酵液中，通过浓缩的方式来增加丁二酸的浓度会增大耗能。关于从发酵液中提取丁二酸已经陆续有国内外相关研究机构报道出来，其提取方法主要钙盐与铵盐法、溶剂萃取法、离子交换吸附法、膜分离法、电渗析法和直接酯化水解法等，其中直接酯化水解法是一种优良的丁二酸提取法。由于酯化反应的特性，从体系中及时脱除产物是提高反应转化率的重要手段。
[0003]从发酵液中直接将丁二酸酯化得到更高价值的丁二酸酯，直接得到目标产物，其缩短了工艺过程，降低了能耗，大大减少了成本。由于大量水的存在，反应物的浓度很低，酯化反应进行的缓慢，丁二酸的酯化率也会很低。由酯化反应的特性，从体系中及时脱除产物是提高反应转化率的重要手段。可以采取优良的固体酸催化剂加快反应速率，并且可通过萃取的方式不断将酯从水中萃取出，这样就会在很大程度上增大丁二酸的转化率。采用的萃取剂易与产物酯分离，可以循环利用，更加经济。
[0004]丁二酸二甲酯又名玻拍酸(英文名:Dimethyl succinate, CAS No:106-65-0),无色至淡黄色液体(室温下)，冷却后可固化，呈葡萄酒和醚香及果香和焦香，沸点195~1960C，或80°C (1466Pa)，熔点18~19°C，微溶于水(1%)，溶于乙醇(3%)，混溶于油类，天然品存在于炒榛子中。其广泛用于香料、食品、日用化工、医药、涂料等行业。
[0005]工业上合成丁二酸二甲酯的方法是，以丁二酸和甲醇为原料，以浓硫酸作催化剂经过酯化反应而得。这样的合成方法副反应多，设备容易被腐蚀，后期处理工艺复杂而且容易造成环境污染。
[0006]现有的有关丁二酸酯化的文献报道中，多数是以纯品丁二酸与不同的酯化剂在各种催化剂下反应得到相应的丁二酸酯。各种报道中丁二酸的转化率以及产物收率也得到了较好的效果。但是很少有关将发酵液中的丁二酸直接酯化得目标产物的报道。将丁二酸在水溶液中直接酯化并加入萃取剂将产物酯萃取得丁二酸二酯的方法缩短了工艺过程，降低了能耗，大大减少了成本。
【发明内容】
[0007]本发明提供了一种制备丁二酸二酯的制备方法，解决了在利用生物发酵法制取丁二酸的过程中，将发酵后的丁二酸溶液直接酯化而获得具有更高价值的丁二酸二甲酯。
[0008]本发明采用的技术方案是:
[0009]一种丁二酸二酯的制备方法，其步骤如下:
[0010](I)将低浓度的丁二酸水溶液、酯化剂，加入反应器中，同时加入催化剂、萃取剂，所述低浓度的丁二酸水溶液的质量浓度为3%~7%，所述酯化剂为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇中的一种，所述催化剂为如式(I)所示的硅胶负载磺酸型杂多酸双核离子液体，
【权利要求】
1.一种丁二酸二酯的制备方法，其步骤如下: (1)将低浓度的丁二酸水溶液、酯化剂，加入反应器中，同时加入催化剂、萃取剂，所述低浓度的丁二酸水溶液的质量浓度为3%~7%，所述酯化剂为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇中的一种，所述催化剂为如式(I)所示的硅胶负载磺酸型杂多酸双核离子液体， H2O40PMoJ H2O40PMo12"
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于:步骤(1)所述丁二酸水溶液的质量浓度为6%~8%。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于:步骤(1)中所述丁二酸与酯化剂的摩尔比为1:3~1:10。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于:所述丁二酸与酯化剂的摩尔比为1:6 ~1:8。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于:步骤(1)中所述萃取剂为二氯甲烷、氯仿、1，2- 二氯乙烷、1，I, 2-三氯乙烷，I, I, 2，2-三氯乙烷、二氯丙烷等中的一种。
6.根据权利要求1或5所述的制备方法，其特征在于:加入萃取剂的体积为丁二酸水溶液体积的1/2~3/2。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于:步骤(2)中所述反应温度为50°C~90。。。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于:步骤(2)中所述反应时间为4~8小时。
【文档编号】C07C67/58GK103819336SQ201410100605
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2014年3月19日 优先权日:2014年3月19日
【发明者】任晓乾, 张峰, 梁金花, 胡曦, 王俊格, 姜岷 申请人:南京工业大学