一種用碳酸二甲酯和苯乙酮合成苯甲酸甲酯的方法
2023-09-22 11:48:45 2
專利名稱：一種用碳酸二甲酯和苯乙酮合成苯甲酸甲酯的方法
技術領域：
碳酸二甲酯(Dimethyl carbonate簡稱DMC)是一種無色透明、具有芳香氣味和一定揮發性的無腐蝕性油狀液體。由於分子中具有羰基、甲基和羰甲氧基等活性官能團，可以代替傳統使用的劇毒光氣、硫酸二甲酯、以及氯甲酸甲酯等進行羰基化反應、甲基化反應以及羰基甲氧基化反應，因此碳酸二甲酯被譽為是有機合成的「新基塊」。此外由於其具有較好的相溶性，高辛烷值和介電常數等優良的物理性質，也被廣泛應用於溶劑、汽油添加劑、鋰離子電池電解液等領域。
在有機合成中，碳酸二甲酯可與醇、酚、酸、酯、酮、胺、腈、肼等化合物反應生產各種化工原料及精細化學品，其中碳酸二甲酯和苯乙酮反應，可以生成苯甲酸甲酯。苯甲酸甲酯是一種重要的酯類化合物，它不僅用於配製菠蘿、草莓、櫻桃等香精的原料，還可以作為原料廣泛應用於有機合成及作為溶劑使用。目前工業上合成苯甲酸甲酯主要是以濃H2SO4為催化劑，通過苯甲酸與甲醇反應而製得，但該路線存在副產物多、腐蝕性大、產物分離工藝複雜、汙染環境等缺點。
發明內容
本發明的目的是提供一種成本低，反應過程安全的由碳酸二甲酯和苯乙酮合成苯甲酸甲酯的方法。
苯甲酸甲酯是用碳酸二甲酯和苯乙酮在催化劑的存在下一步合成的，反應式表示如下 由於使用的原料為碳酸二甲酯和苯乙酮，從而使本發明的成本低，反應過程安全。
本發明的合成方法是將碳酸二甲酯和苯乙酮放入反應釜中加熱攪拌，加入催化劑，升溫到180-300℃，反應2-10小時後，反應溫度降至室溫，分離製得產物；其中各組分的比例是碳酸二甲酯和苯乙酮摩爾比為碳酸二甲酯∶苯乙酮＝0.5-10∶1催化劑重量與反應物的總重量比為催化劑∶反應物＝1∶5-100。
如上所述的催化劑有NaOH、La2O3、MgO或CaO。
本發明產物的分析方法是蒸餾產物用上海海欣色譜有限公司生產GC-950分析。色譜條件如下色譜柱外徑0.32mm，內徑0.25mm，長30m的毛細管柱；檢測器氫焰；進樣器溫度250℃；柱程序升溫初溫60℃；升溫速度每分鐘5℃；終溫200℃，時間30分鐘；進樣量0.1μL。
本發明與現有技術相比具有如下優點(1)原料成本低。
(2)反應過程安全。
(3)工藝簡單，易操作。
(4)無汙染物產生。
具體實施例方式
實施例1稱取碳酸二甲酯21.61克，苯乙酮7.20克，碳酸二甲酯和苯乙酮的摩爾比為4∶1，再稱取NaOH0.43克，放入150毫升的高壓釜中磁子攪拌，從室溫快速加熱到260℃，保持5小時。反應停止冷卻後用毛細管色譜分析蒸出物計算苯甲酸甲酯的質量選擇性，分析結果列於表1。
實施例2稱取碳酸二甲酯4.50克，苯乙酮12.00克，碳酸二甲酯和苯乙酮的摩爾比為1∶2，再稱取La2O30.16克，放入150毫升的高壓釜中磁子攪拌，從室溫快速加熱到180℃，保持2小時。反應停止冷卻後用毛細管色譜分析蒸出物計算苯甲酸甲酯的質量選擇性，分析結果列於表1。
實施例3稱取碳酸二甲酯9.01克，苯乙酮6.00克，碳酸二甲酯和苯乙酮的摩爾比為2∶1，再稱取MgO0.30克，放入150毫升的高壓釜中磁子攪拌，從室溫快速加熱到240℃，保持8小時。反應停止冷卻後用毛細管色譜分析蒸出物計算苯甲酸甲酯的質量選擇性，分析結果列於表1。
實施例4稱取碳酸二甲酯21.61克，苯乙酮7.20克，碳酸二甲酯和苯乙酮的摩爾比為4∶1，再稱取MgO2.88克，放入150毫升的高壓釜中磁子攪拌，從室溫快速加熱到260℃，保持5小時。反應停止冷卻後用毛細管色譜分析蒸出物計算苯甲酸甲酯的質量選擇性，分析結果列於表1。
實施例5稱取碳酸二甲酯22.52克，苯乙酮3.00克，碳酸二甲酯和苯乙酮的摩爾比為10∶1，再稱取CaO5.10克，放入150毫升的高壓釜中磁子攪拌，從室溫快速加熱到300℃，保持10小時。反應停止冷卻後用毛細管色譜分析蒸出物計算苯甲酸甲酯的質量選擇性，分析結果列於表1。
表1
權利要求
1.一種用碳酸二甲酯和苯乙酮合成苯甲酸甲酯的方法，其特徵在於包括如下步驟將碳酸二甲酯和苯乙酮放入反應釜中加熱攪拌，加入催化劑，升溫到180-300℃，反應2-10小時後，反應溫度降至室溫，分離製得產物；其中各組分的比例是碳酸二甲酯和苯乙酮摩爾比為碳酸二甲酯∶苯乙酮＝0.5-10∶1催化劑重量與反應物的總重量比為催化劑∶反應物＝1∶5-100。
2.如權利要求1所述的一種用碳酸二甲酯和苯乙酮合成苯甲酸甲酯的方法，其特徵在於所述的催化劑有NaOH、La2O3、MgO或CaO。
全文摘要
一種用碳酸二甲酯和苯乙酮合成苯甲酸甲酯的方法是將碳酸二甲酯和苯乙酮放入反應釜中加熱攪拌，加入催化劑，升溫到180－300℃，反應2－10小時後，反應溫度降至室溫，分離製得產物；其中碳酸二甲酯和苯乙酮摩爾比為碳酸二甲酯∶苯乙酮＝0.5－10∶1，催化劑重量與反應物的總重量比為催化劑∶反應物＝1∶5－100。本發明具有原料成本低，反應過程安全，工藝簡單，易操作，無汙染物產生的優點。
文檔編號C07C67/00GK101029007SQ20071006170
公開日2007年9月5日 申請日期2007年4月13日 優先權日2007年4月13日
發明者孫予罕, 魏偉, 吳都督, 王秀芝, 肖福魁, 趙寧, 李軍平 申請人:中國科學院山西煤炭化學研究所