乙酰柠檬酸三丁酯的合成方法

本发明涉及有机化学合成，尤其涉及乙酰柠檬酸三丁酯的合成方法。

背景技术：

1、随着社会科技和经济的快速发展，高分子材料、木材、钢铁和水泥是被广泛用于国民经济发展和人们日常生活的四大基础材料。然而，高分子材料通常需要搭配助剂，通过一定的加工和复配才能得到产品。助剂对改善产品的各种性能有着特别重要的作用，其中增塑剂对塑料工业起着决定性的作用。传统的增塑剂邻苯二甲酸二辛酯(dop)、邻苯二甲酸二丁酯(dbp)等因具有致癌性，国外已经严令禁止使用。而环保无毒绿色的增塑剂乙酰柠檬酸三丁酯(atbc)具有无毒、无色、无味、抗霉、耐光、耐水、润滑、稀释、增溶等优点，被广泛用于儿童玩具、医疗器械、食品包装等领域，可以完美替代邻苯二甲酸酯类增塑剂。

2、目前，乙酰柠檬酸三丁酯合成方法大都反应温度高，反应时间长，后处理复杂，需脱色处理，对设备要求高，产生大量的“三废”，从而导致合成过程能耗高，提高了生产成本，造成环境的污染。整个生产过程，包括反应过程和后处理两个步骤，而其中最关键的就是后处理过程，可以说后处理过程决定了产品的纯度和收率。后处理过程包括回收催化剂、脱酸、碱洗、水洗、脱水、脱色六个工艺程序，过程繁琐且耗时长耗能大；本发明方法可以无需脱色，但其它四个过程却无法省略，所以在保证纯度和收率的前提下，降低能耗、减少处理时间有着非常重要的意义。在生产过程中，我们发现料液和水层难以分离或者不分离，而且后处理中回收催化剂、脱酸、碱洗、水洗、脱水、脱色等许多步骤需要料液分层，这导致后处理耗时长，也会使产品纯度降低；后处理过程也涉及到料液的多次转移，这难免会造成产品的损失，使产品收率降低。

技术实现思路

1、基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了乙酰柠檬酸三丁酯的合成方法，反应条件温和，无需脱色处理，极大的缩短了整个反应过程包括后处理所需的时间，且产品的收率和纯度高。

2、本发明提出的乙酰柠檬酸三丁酯的合成方法，方法步骤如下：

3、s1：柠檬酸三丁酯和催化剂加入反应器中，并滴加乙酸酐进行反应；

4、s2：反应后经抽滤、水解、碱洗和水洗处理，然后再加入溶剂进行减压蒸馏，即得乙酰柠檬酸三丁酯。

5、优选地，柠檬酸三丁酯、催化剂、乙酸酐和溶剂的质量体积比为1g:0.04-0.06g:0.4-0.6g:0.5-1ml。

6、优选地，所述溶剂为乙酸乙酯，乙酸乙酯的温度为5-10℃。

7、优选地，在抽滤、水解、碱洗和水洗前均通过溶剂对前一步骤的容器进行冲洗，并将冲洗液与待处理的料液混合，每次冲洗使用的溶剂量为溶剂总量的5-10％，余量的溶剂在减压蒸馏步骤加入。

8、优选地，所述催化剂为一水合硫酸氢钠或硫酸氢钠。

9、优选地，所述乙酸酐滴加的速度为5-50ml/min，反应的温度为0-50℃，时间10-60min。

10、优选地，所述碱洗用溶液为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠溶液中的一种或几种。

11、优选地，碱洗用溶液的质量浓度为2-10％。

12、优选地，水洗后还通过脱水剂进行脱水处理，所述脱水剂为无水硫酸钠、无水硫酸镁、无水碳酸钠中的一种或几种。

13、本发明的有益技术效果：

14、(1)本发明采用溶剂萃取方法并通过优化工艺条件克服了料液与水层难分离的技术问题，成功合成高收率、高纯度的目标产物；用少量的溶剂冲洗器皿使产物溶于溶剂中，促进了料液分层，便于分离处理；与没有溶剂加入的传统工艺相比，加入溶剂后明显地缩短了后处理工序的时间，降低了产品的损失。

15、(2)室温下，乙酸乙酯在酸性或者碱性条件下都会水解，一方面，碱洗前料液呈酸性，乙酸乙酯水解使溶液酸性增强，碱洗至中性，很容易出现乳化现象；另一方面，碱洗时，乙酸乙酯水解，会与料液产生竞争反应，使得碱性溶液消耗量变大，料液碱性变大，最后导致产物水解，造成乳化现象；本发明通过对溶剂乙酸乙酯进行降温处理，使其不易断键发生水解，解决了乙酸乙酯作为溶剂萃取乙酰柠檬酸三丁酯时出现的乳化现象，从而提高了乙酰柠檬酸三丁酯萃取的效率，提高了乙酰柠檬酸三丁酯的收率和纯度。

技术特征：

1.乙酰柠檬酸三丁酯的合成方法，其特征在于，方法步骤如下：

2.根据权利要求1所述的乙酰柠檬酸三丁酯的合成方法，其特征在于，柠檬酸三丁酯、催化剂、乙酸酐和溶剂的质量体积比为1g:0.04-0.06g:0.4-0.6g:0.5-1ml。

3.根据权利要求1所述的乙酰柠檬酸三丁酯的合成方法，其特征在于，所述溶剂为乙酸乙酯，乙酸乙酯的温度为5-10℃。

4.根据权利要求2所述的乙酰柠檬酸三丁酯的合成方法，其特征在于，在抽滤、水解、碱洗和水洗前均通过溶剂对前一步骤的容器进行冲洗，并将冲洗液与待处理的料液混合，每次冲洗使用的溶剂量为溶剂总量的5-10％，余量的溶剂在减压蒸馏步骤加入。

5.根据权利要求1所述的乙酰柠檬酸三丁酯的合成方法，其特征在于，所述催化剂为一水合硫酸氢钠或硫酸氢钠。

6.根据权利要求1所述的乙酰柠檬酸三丁酯的合成方法，其特征在于，所述乙酸酐滴加的速度为5-50ml/min，反应的温度为0-50℃，时间10-60min。

7.根据权利要求1所述的乙酰柠檬酸三丁酯的合成方法，其特征在于，所述碱洗用溶液为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠溶液中的一种或几种。

8.根据权利要求7所述的乙酰柠檬酸三丁酯的合成方法，其特征在于，碱洗用溶液的质量浓度为2-10％。

9.根据权利要求1所述的乙酰柠檬酸三丁酯的合成方法，其特征在于，水洗后还通过脱水剂进行脱水处理，所述脱水剂为无水硫酸钠、无水硫酸镁、无水碳酸钠中的一种或几种。

技术总结
本发明公开了乙酰柠檬酸三丁酯的合成方法，方法步骤如下：S1：柠檬酸三丁酯和催化剂加入反应器中，并滴加乙酸酐进行反应；S2：反应后经抽滤、水解、碱洗和水洗处理，然后再加入溶剂进行减压蒸馏，即得乙酰柠檬酸三丁酯。本发明采用溶剂萃取方法并通过优化工艺条件克服了料液与水层难分离的技术问题，成功合成高收率、高纯度的目标产物；用少量的溶剂冲洗器皿使产物溶于溶剂中，促进了料液分层，便于分离处理；与没有溶剂加入的传统工艺相比，加入溶剂后明显地缩短了后处理工序的时间，降低了产品的损失。

技术研发人员：张忠洁,柳梦博,勾林,李宗祥,姜寅萍,许润民
受保护的技术使用者：安徽大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19