一种以甘油合成碳酸甘油酯的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种碳酸甘油的制备方法，尤其涉及一种以甘油合成碳酸甘油酯的方法。
【背景技术】
[0002]碳酸甘油是一种重要的新型化工产品，可作为高极性溶剂或高聚物中间体，通过与对应的酸、酯或酸的衍生物发生酯交换反应制备其他环状碳酸酯，碳酸甘油能与氧、氮、硫等亲核试剂进行亲核取代，可以用做制备缩水甘油的原料，还可以用做生物溶剂、聚氨酯涂料等重要组分以及应用于化妆品；领域等，由于碳酸甘油酯毒性小、不挥发、可生物降解、环境友好等优点，因此在将来具有广泛的应用前景。
[0003]美国专利USP2446145提到以甘油为原料，与光气反应制备碳酸甘油酯，但这种方法应用的原料光气为剧毒物质，且反应过程中产生的大量氯化氢容易造成环境污染。此外也有以甘油和二甲酯为原料，固体碱氧化钙、氢氧化钙为催化剂制备碳酸甘油酯等，都存在着成本较高、反应时间较长、活性不高的不足之处。
【发明内容】
[0004]本发明就是针对上述问题，提出一种以甘油合成碳酸甘油酯的方法，该方法合成碳酸甘油酯成本较低、反应时间短，且活性较高。
[0005]为达到上述技术目的，本发明采用了一种以甘油合成碳酸甘油酯的方法，主要以碳酸乙烯酯、尿素和甘油为原料，以路易斯盐和硫酸锌为催化剂，制备方式具体如下:
[0006](I)将碳酸乙烯酯、尿素和甘油加入配有冷凝管、搅拌器、温度计以及节点温度计的四口瓶中，先加热至110°C熔化物料，真空度为0.2KPa ；
[0007](2)高速搅拌下，反应8-9个小时，反应温度为180_190°C，产物经真空抽滤除去少量固定杂质得到粗碳酸甘油酯；
[0008](3)粗碳酸甘油酯通过减压蒸馏的方法除去甘油，得到纯度较高的甘酸甘油酯；
[0009](4)反应过程中产生的氨气通过热的还原性铁粉去除，以提高甘油的转化率；
[0010]所述的碳酸乙烯酯、尿素和甘油的用量为:甘油1.5-1.7摩尔、尿素1.5-1.8摩尔、碳酸乙烯酯1.8-1.9摩尔。
[0011]本发明以甘油合成碳酸甘油酯的方法，反应过程中无须加入其他溶剂，氨气去除彻底，提高了甘油的转化率；反应原料无毒，廉价易得成本低，甘油转化率高，杂质少，工艺简单，后续分离纯化也较为容易。
【具体实施方式】
[0012]下面采用【具体实施方式】对本发明作进一步详细地说明。
[0013]取碳酸乙烯酯30g、尿素60g和甘油32g加入配有冷凝管、搅拌器、温度计以及节点温度计的四口瓶中，先加热至110°C熔化物料，真空度为0.2KPa ;高速搅拌下，反应8_9个小时，反应温度为180-190°C，产物经真空抽滤除去少量固定杂质得到粗碳酸甘油酯；粗碳酸甘油酯通过减压蒸馏的方法除去甘油，得到甘酸甘油酯105g;碳酸甘油酯收率75%，气象色谱图结果显示，碳酸甘油酯纯度为93%。
[0014]取碳酸乙烯酯70g、尿素120g和甘油66g加入配有冷凝管、搅拌器、温度计以及节点温度计的四口瓶中，先加热至110°C熔化物料，真空度为0.2KPa ;高速搅拌下，反应8_9个小时，反应温度为180-190°C，产物经真空抽滤除去少量固定杂质得到粗碳酸甘油酯；粗碳酸甘油酯通过减压蒸馏的方法除去甘油，得到甘酸甘油酯195g;碳酸甘油酯收率75%，气象色谱图结果显示，碳酸甘油酯纯度为92%。
[0015]取碳酸乙烯酯100g、尿素160g和甘油10g加入配有冷凝管、搅拌器、温度计以及节点温度计的四口瓶中，先加热至120°C熔化物料，真空度为0.2KPa ;高速搅拌下，反应8_9个小时，反应温度为180-190°C，产物经真空抽滤除去少量固定杂质得到粗碳酸甘油酯；粗碳酸甘油酯通过减压蒸馏的方法除去甘油，得到甘酸甘油酯195g ;碳酸甘油酯收率75%，气象色谱图结果显示，碳酸甘油酯纯度为94%。
【主权项】
1.一种以甘油合成碳酸甘油酯的方法，其特征在于，主要以碳酸乙烯酯、尿素和甘油为原料，以路易斯盐和硫酸锌为催化剂，制备方式具体如下: (1)将碳酸乙烯酯、尿素和甘油加入配有冷凝管、搅拌器、温度计以及节点温度计的四口瓶中，先加热至110°C熔化物料，真空度为0.2KPa ； (2)高速搅拌下，反应8-9个小时，反应温度为180-190°C，产物经真空抽滤除去少量固定杂质得到粗碳酸甘油酯； (3)粗碳酸甘油酯通过减压蒸馏的方法除去甘油，得到纯度较高的甘酸甘油酯； (4)反应过程中产生的氨气通过热的还原性铁粉去除，以提高甘油的转化率。2.如权利要求1所述的一种以甘油合成碳酸甘油酯的方法，其特征在于，所述步骤(I)中的碳酸乙烯酯、尿素和甘油的用量为:甘油1.5-1.7摩尔、尿素1.5-1.8摩尔、碳酸乙烯酯.1.8-1.9 摩尔。
【专利摘要】本发明公开了一种以甘油合成碳酸甘油酯的方法，主要以碳酸乙烯酯、尿素和甘油为原料，以路易斯盐和硫酸锌为催化剂，制备方式为：将碳酸乙烯酯、尿素和甘油加入到四口瓶中，先加热至110℃熔化物料，高速搅拌下，反应8-9个小时，反应温度为180-190℃，产物经真空抽滤除去少量固定杂质得到粗碳酸甘油酯；粗碳酸甘油酯通过减压蒸馏的方法除去甘油，得到纯度较高的甘酸甘油酯；反应过程中产生的氨气通过热的还原性铁粉去除，以提高甘油的转化率；本发明以甘油合成碳酸甘油酯的方法，反应过程中无须加入其他溶剂，氨气去除彻底，提高了甘油的转化率；反应原料无毒，廉价易得成本低，甘油转化率高，杂质少，工艺简单，后续分离纯化也较为容易。
【IPC分类】C07D317/36
【公开号】CN104926781
【申请号】CN201510248980
【发明人】夏姣云, 唐俊龙
【申请人】长沙理工大学
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年5月15日