柠檬酸三甲酯的合成方法

文档序号:3525068阅读:1696来源:国知局
专利名称:柠檬酸三甲酯的合成方法
技术领域
本发明涉及有机合成中柠檬酸三甲酯的合成方法。
柠檬酸三甲酯[(CH3)3C6H5O7]已应用于日用化工添加剂、有机合成中间体等领域。其合成方法有两种一种是以柠檬酸和甲醇为原料,对甲苯磺酸为催化剂进行酯化反应,如《化学试剂》(1983,5(2),107);《Justus LiebigsAnn.Chem.》(1903,327,228);另一种方法是以2-羟基-2-腈基丙二酸二甲酯〔HOC(CN)(CH2CO2CH3)2〕为原料,经甲醇和氯化氢水解而成,如Ger.Offen.2456030,1975;所记载的方法中,前一种方法的缺点是柠檬酸、甲醇和对甲苯磺酸都必须预先干燥脱水,酯化反应生成的水分没有除去,反应不能进行到底,产率低;后一种方法的缺点是原料价格昂贵,生产成本高。
本发明的目的是克服现有合成方法中存在的缺点,提供一种有效的、简单易行的、高产率的合成方法。
本发明的柠檬酸三甲酯的合成方法,其技术特征在于柠檬酸与甲醇的酯化反应中,采用多次反应蒸馏脱水法,除去反应物中原有的水分及酯化反应中生成的水分,促使酯化反应进行到终点。具体步骤如下a.酯化反应将柠檬酸、甲醇和对甲苯磺酸(C7H8O3S)催化剂之混合物,加热回流反应3~6h,然后常压蒸馏回收甲醇,减压蒸馏除去水分;再加甲醇于蒸馏残存物中,重新加热回流反应3~6h,以同样方法蒸馏回收甲醇及除去酯化反应生成的水分;如上方法共进行3~6次,促使酯化反应进行到终点。
b.产物分离酯化反应中,最后一次加热回流反应结束后,常压蒸馏回收甲醇,然后加入纯水,加热、搅拌使物料完全溶解,冷却、结晶、过滤、水洗、干燥,制得柠檬酸三甲酯产品,纯度98%以上,产率大于80%。
本发明的柠檬酸三甲酯的合成方法,由于采用多次反应蒸馏脱水法,除去反应物中的水分及酯化反应生成的水分。省略了现有方法中对柠檬酸、甲醇和对甲苯磺酸的干燥工序;克服了可逆性酯化反应中,因生成水分反应难于进行到底、产率低的弊病。实验证明本发明的生产工艺简单,简化了设备,节省原材料费,提高产率,综合比较结果成本低等特点。
实例1称取工业级柠檬酸(含结晶水)175克,加入装有搅拌器、回流冷凝管和温度计的反应瓶中,加入甲醇200ml及对甲苯磺酸(含1结晶水)5.5克,搅拌、加热回流4h。将回流装置改为蒸馏装置,常压蒸馏回收甲醇,再减压蒸馏除去水分。冷却至60℃以下,加甲醇150ml,加热回流5h,以同样方法蒸馏回收甲醇及除去酯化反应生成的水分。如上方法反复进行5次,最后一次回流反应结束后,常压蒸馏回收甲醇,然后加纯水100ml,加热、搅拌至物料完全溶解。倒入烧杯中,冷却、结晶、过滤、水洗、干燥,制得柠檬酸三甲酯159克,熔点76~78℃,纯度98.5%,产率81.5%。产品经红外光谱测定,与标准谱图对照,分子结构谱图完全一致。
实例2称取工业级柠檬酸(含结晶水)875克,甲醇1000ml及对甲苯磺酸(含1结晶水)28克,加入反应瓶中。如同实例1操作程序,制得柠檬酸三甲酯785克,熔点77~79℃,纯度98.7%,产率80.5%。
权利要求
1.一种合成柠檬酸三甲酯的方法,其特征在于柠檬酸与甲醇的酯化反应中,采用多次反应蒸馏脱水法,除去反应物料中原有的水分及酯化反应生成的水分,促使酯化反应进行到终点,其步骤如下将柠檬酸、甲醇和对甲苯磺酸之混合物,加热回流反应3~6h,常压蒸馏回收甲醇,减压蒸馏除去水分;再加甲醇于蒸馏残存物料中,重新加热回流反应3~6h,以同样方法蒸馏回收甲醇及除去酯化反应生成的水分;如上方法共进行3~6次;最后一次回流反应结束后,常压蒸馏回收甲醇,然后加入纯水,加热、搅拌使物料完全溶解,冷却、结晶、过滤、水洗、干燥,制得柠檬酸三甲酯产品,
2.如权利要求1所述的柠檬酸、对甲苯磺酸和甲醇,其特征在于可以使用不含水分的化合物,也可以使用含有水分(包括结晶水)的化合物,
3.如权利要求1所述的加热回流反应,其特征在于加热回流温度为65~75℃。
全文摘要
本发明涉及一种以柠檬酸、甲醇为原料,对甲苯磺酸为催化剂的柠檬酸三甲酯的合成方法。采用多次反应蒸馏脱水法,除去反应物中的水分及酯化反应生成的水分,促使酯化反应进行到终点。本方法简单易行,省略了对原料的干燥工序,提高产率,可制得纯度在98.0%以上,产率大于80.0%的柠檬酸三甲酯产品。
文档编号C07C69/704GK1222503SQ9812495
公开日1999年7月14日 申请日期1998年11月23日 优先权日1998年11月23日
发明者颜克港, 朱程瑄 申请人:河北省固安县宏峰化工有限公司
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