本发明属于有机化工中间体的合成,更具体涉及一种α-溴代脂肪酸酯的制备方法。
背景技术:
现有技术制备溴代脂肪酸酯合成工艺主要为:脂肪酸与三氯化磷或者红磷、三溴化磷、多聚磷酸等为催化剂下经溴素气溴化反应,再与低级醇在硫酸,氯磺酸等为催化剂下酯化,经减压蒸馏而成。其缺陷是产生过程中溴化环境不友好,由于三氯化磷、三溴化磷生成部分酰氯,导致溴化收率低,红磷又易燃,投料气味大等,酯化用硫酸,氯磺酸等催化剂设备腐蚀严重,部分产品碳化,产品颜色较深,催化剂硫酸,氯磺酸又难以回收利用,变成固废,增加了成本,收率低等缺点。
技术实现要素:
本发明提供了一种对环境友好的α-溴代脂肪酸酯的制备方法。
根据本发明的一个方面,提供了一种α-溴代脂肪酸酯的制备方法,包括:
溴化:以溴代丁二酰亚胺作为催化剂,脂肪酸和溴素经溴化反应生成α-溴代脂肪酸,合成路线如下:
酯化:以硫酸氢盐作为催化剂,所述溴代脂肪酸和低级醇经酯化反应生成α-溴代脂肪酸酯,合成路线如下:
其中,中r为c0~c30的饱和、直链或支链的烃基。
在一些实施方式中,在溴化反应釜中抽入脂肪酸,加入催化剂溴代丁二酰亚胺,升温到80至120℃,再滴加入溴素,滴加完毕后在80至120℃保温4小时后,负压脱去多余的溴素和溴化氢,制得α-溴代脂肪酸。
在一些实施方式中,所述脂肪酸与溴素的质量比为40~60:100。
在一些实施方式中,所述脂肪酸与溴代丁二酰亚胺的质量比为100:0.5-5。
在一些实施方式中,将α-溴代脂肪酸、低级醇及催化剂硫酸氢盐加入到反应釜中,升温到70℃~120℃,缓慢开始回流,随反应进行,温度缓慢升高,控制回流反应在80℃~130℃之间,待反应结束后滤去催化剂下批使用,滤液中和精馏,收集馏分,得到溴代脂肪酸酯。
在一些实施方式中,所述硫酸氢盐为无水硫酸氢钠或无水硫酸氢钾。
在一些实施方式中,所述α-溴代脂肪酸和硫酸氢盐的质量比为10:0.2~1。
在一些实施方式中,所述α-溴代脂肪酸和所述低级醇的摩尔比为1:1.5~3。
在一些实施方式中,在精馏中产生的前馏分中含有低级醇,在下批反应时回收套用。
其有益效果为:本发明方法在酯化时使用硫酸氢盐作为催化剂,避免易燃且投料气味大的红磷,整个反应过程环境友好,不存在设备腐蚀,部分产品碳化的现象,催化剂可以回收利用,收率较高,可达98%。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
在2000l溴化反应釜内抽入1000kg丁酸,催化剂溴代丁二酰亚胺5kg,升温到90至100℃,再滴加入溴素2000kg,控制滴加温度90~100℃,滴加完毕后在100±2℃保温4小时后,检测丁酸反应完毕,缓慢开启真空,负压脱溴化氢2小时,溴化氢脱除后,转料到酯化釜。
在2000l酯化反应釜中加入2-溴丁酸1000kg,乙醇600kg,加入无水硫酸氢钠100kg。开启搅拌是升温,当温度升到70℃左右时停止加热,缓慢有回流产生,随温度升高,回流逐渐加大,回流2小时,当温度上升到85~90℃,gc检测原料2-溴丁酸反应完成后,缓慢蒸馏出乙醇,蒸馏完乙醇,降温过滤出无水硫酸氢钠下批重复使用,乙醇干燥后套回下批。过滤出的2-溴丁酸乙酯再用纯碱中和,再转入精馏釜精馏。喷射式水冲泵和罗茨泵减压下,精馏产品,收集馏分,得到溴代脂肪酸酯1145kg,含量99.12%,收率98%。
实施例2
在2000l溴化反应釜内抽入1000kg丁酸,催化剂溴代丁二酰亚胺10kg,升温到90至100℃,再滴加入溴素2000kg,控制滴加温度90~100℃,滴加完毕后在100±2℃保温2小时后,检测丁酸反应完毕,缓慢开启真空,负压脱溴化氢2小时,溴化氢脱除后,转料到酯化釜。
在2000l酯化反应釜中加入2-溴丁酸1000kg,乙醇800kg,加入无水硫酸氢钾100kg。开启搅拌是升温,当温度升到70℃左右时停止加热,缓慢有回流产生,随温度升高,回流逐渐加大,回流2小时,当温度上升到85~90℃,gc检测原料2-溴丁酸反应完成后,缓慢蒸馏出乙醇,蒸馏完乙醇,降温过滤出无水硫酸氢钾下批重复使用,乙醇干燥后套回下批。过滤出的2-溴丁酸乙酯再用纯碱中和,再转入精馏釜精馏。喷射式水冲泵和罗茨泵减压下,精馏产品,收集馏分,得到溴代脂肪酸酯1150kg,含量99.08%,收率98.5%。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域普通技术人员来讲,在不脱离本发明的创造构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。