专利名称：2,2,4－三甲基－1,3－戊二醇单异丁酸酯的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯的制备方法。
本发明与先前的专利ZL.941.06092.6同样是以异丁醛为原料经醇醛缩合、酯合成、共沸脱醛、减压蒸馏或减压精馏工序实现的。采用的仍是两步法工艺(醇醛缩合反应、酯合成反应)，反应易于控制，适合于工业化生产。
本发明的特点在于酯合成工序直接采用固体氢氧化钡Ba(OH)2·8H2O作催化剂，使得生成2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯(简称单酯)的选择性由89％提高到96％以上。而且使得产品的色号(铂钴)由原来的50号变为20号，色泽更浅了。
与日本公开特许公报昭58-65245相比，本发明具有对原料异丁醛含量及含水和异丁酸要求不十分严格的优点。
昭58-65245谈到，若使生成2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯选择性达到94.9％，就须使用含量为99.85％的异丁醛。而且水分要求在0.03％(重量)以下，含异丁酸在0.12％(重量)以下。而本发明所使用的异丁醛含量为93.66％，对含水、含异丁酸也无十分严格的要求，生成主产物选择性达到96％以上。
按照本发明，醇醛缩合工序是先将水和氢氧化钠水溶液加入反应釜，然后夹套通冷却水，在搅拌下，缓慢加入异丁醛，边加异丁醛边反应，从而有效地控制了醇醛缩合反应温度，这就为增大醇醛缩合釜的容积，扩大生产规模提供了有利条件。以下结合工艺流程图说明本发明的2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯的制备方法。附图
为2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯的制备方法的工艺流程图。
醇醛缩合工序将水和氢氧化钠水溶液投入醇醛缩合釜，夹套通水冷却，在搅拌下缓慢加入异丁醛，控制反应温度28-52℃，使反应液PH=12-13，反应10分钟-2小时，之后反应液冷却至20-25℃，静置30分钟-6小时，取上层(油层)备用。
各物料加料量按如下比例异丁醛∶水=1∶0.1-10(重量) 反应式 酯合成工序将醇醛缩合工序所得油层投入酯合成釜，在搅拌下，夹套通蒸气加热，使物料温度达45℃，待釜内温度不再上升时，缓慢加入催化剂Ba(OH)2·8H2O，其用量按下式计算异丁醛∶Ba(OH)2·8H2O=100∶10-1控制反应温度50-72℃，反应30分-10小时。反应完成后加水，其用量按下式计算异丁醛∶水=6∶1(重量)充分搅拌并冷却至25℃，静置1-4小时，然后分去下层(水层)回收利用，上层(油层)备用。反应式如下 脱醛及减压蒸馏工序将酯合成工序所得油层投入脱醛釜，夹套通蒸气，当气相温度升至59℃时，便有馏出物，收集冷凝液，待分层后，将下层(水层)作为生产用水，上层(醛层)用作为原料异丁醛。当釜温达145℃时，脱醛结束。然后缓慢提高真空度，收集前馏份，当真空度达-0.095MPa时，收集140-146℃馏份，即为成品。
减压精馏工序将减压蒸馏所得含量为96％以上的产品投入减压精馏釜，经精馏后，产品含量可达99％以上。
实施例1(1)醇醛缩合将水90千克及浓度为40％氢氧化钠12千克投入容积为1000升的不锈钢釜，夹套通入冷却水，开动搅拌，当液温降至20℃以下时，缓慢加入异丁醛360千克(含量93.66％，酸值15.51mgKOH/g)，在35℃反应1小时，然后使反应液冷却至25℃，将反应液移入容积为1000升的静置分层槽，静置2小时，分去下层(水层)回收利用，上层(油层)备用。
(2)酯合成将醇醛缩合工序获得的油层351千克投入容积为1000升的酯合成搪瓷釜中，开动搅拌，夹套通蒸气，使液温上升到45℃，然后停止加热，当液温不再上升时，在搅拌下加入催化剂Ba(OH)2·8H2O(含量98％)16千克。液温靠反应热上升至65℃以上，然后间歇加热，在65-70℃维持1.5小时，然后加水60千克，充分搅拌后，将反应液移入容积为1000升的静置分层槽，静置4小时，分去下层(水及催化剂)80千克回收利用，上层(油层)343千克备用。
(3)共沸脱醛及减压蒸馏将酯合成获得的油层343千克移入到容积为1000升的不锈钢脱醛及减压蒸馏釜中，夹套通压力为0.6MPa以下的蒸气加热，缓慢升温，液温最终控制在145℃以下。馏出物静置1小时。然后分层，下层(水)作为反应用水，上层(油层)85千克用作为原料异丁醛，然后逐渐提高真空度，收集前馏份。当真空度提高到-0.095MPa时，收集气相温度为140-146℃馏份，即为成品。产品重量为223千克，其组成如下2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯为96.78％,2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇为2.94％，异丁醛为0.16％。
产率计算 =22.3×96.78%360×93.66%×100%=64.01%]]> =223×96.78%(360×93.66%)-(85×90.00%)=82.79%]]>精馏将此产品投入容积为1000升减压精馏釜，精馏时真空度为-0.098MPa以上，回流比R=3-4，首先得到的是2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯，其含量为99％以上。
实施例2酯合成工序所用催化剂Ba(OH)2·8H2O用量为8千克。其它均与实施例1相同。所得产物重量为205千克，其组成如下2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯含量96.03％；2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇含量1.59％；异丁醛含量0.75％；其它为1.63％。
单程产率58.39％总产率81.08％实施例3酯合成工序所用催化剂为Ba(OH)2·H2O，其用量为9.6克，所有物料重量为实施例一的千分之一，其它均与实施例1相同。
所得产物重为202.9克，产品含2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯96.01％；2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇2.10％；异丁醛0.80％；其它1.10％。
单程产率57.80％总产率79.26％实施例4酯合成工序所用催化剂为BaO，其用量为7.8g，所有物料重量为实施例1的千分之一，其它均与实施例1相同，所得产物重为145克。
产品含2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯94.97％；2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇2.85％；异丁醛0.49％；其它1.69％。
单程产率40.84％总产率81.82％
权利要求
1.一种2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯的制备方法，是以异丁醛为原料，依如下工序进行的醇醛缩合、酯合成、共沸脱醛及减压蒸馏、减压精馏，其特征是(1)、醇醛缩合工序中，先将水和氢氧化钠水溶液投入醇醛缩合釜，然后夹套通水冷却，在搅拌下缓慢加入异丁醛，控制反应液PH=12-13，反应温度28-52℃，加完料算起反应时间为10分钟-2小时，之后反应液冷却至20-25℃，静止30分钟-6小时，取上层(油层)备用；各物料加料量按如下比例异丁醛∶水=1∶0.1-10(重量) (2)、酯合成工序中，是将醇醛缩合工序所得油层投入酯合成釜，开动搅拌，夹套通蒸气加热，使反应液升温至45℃，加入催化剂Ba(OH)2·8H2O，其用量按下式计算异丁醛∶Ba(OH)2·8H2O=100∶10-1(重量)上式中Ba(OH)2·8H2O含量为98％以上，控制反应温度50-72℃反应30分钟-10小时，分去下层(水层)，获上层(油层)备用；(3)、将酯合成工序得到的油层投入脱醛及减压蒸馏釜，脱完醛后经减压蒸馏可获得含量为96％以上的2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯；(4)、减压精馏减压蒸馏产品投入减压精馏釜，经精馏可得到含量为99％以上2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯。
2.根据权利要求1的一种2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯新的制备方法，其特征在于在酯合成工序所加催化剂除Ba(OH)2·8H2O外还可用Ba(OH)2·H2O及BaO。
全文摘要
本发明提供一种2,2,4－三甲基－1,3－戊二醇单异丁酸酯的制备方法。本发明的关键在于酯合成过程中直接采用了Ba(OH)
文档编号C07C67/00GK1325841SQ00107939
公开日2001年12月12日 申请日期2000年5月31日 优先权日2000年5月31日
发明者汪恩栋, 李德春 申请人:吉化集团吉林市江南研究院有限责任公司