苯基十八酸的製備方法
2023-05-31 11:59:41
專利名稱：苯基十八酸的製備方法
技術領域：
本發明涉及化工產品的製備方法，尤其涉及一種苯基十八酸的製備方法。
背景技術：
三次採油用驅油劑主要包括石油磺酸鹽、石油羧酸鹽、重烷基苯磺酸鹽、a_烯烴磺酸鹽、木質素磺酸鹽等。這些驅油劑不僅價格昂貴，而且降解性很差，使用後有殘留，易造成環境汙染。同時，這些驅油劑在使用時都須要與鹼復配，極易形成鹼垢，使得地層滲透率下降，不利於剩餘油的進一步開採。大部分的表面活性劑來源於石油，並廣泛地應用於石油開採，石油資源又十分緊張，因此採用來源廣泛、價格低廉、可再生的物料製備表面活性劑具有十分重要的意義。我國的餐飲業十分發達，食用產生的廢油直接通過下水道排放，形成地溝油，即造成環境汙染，又浪費了資源。地溝油的成分為脂肪酸甘油三酯，其中存在很多油酸甘油三酯。作為一種可再生的資源，來源廣泛、價格低廉，以其為原料製成的各類表面活性劑不僅可以很好地降低油水界面張力，而且具有良好的生物降解性能，有利於環境保護。油酸是一種常見的脂肪酸，以甘油三酯的形式存在於一切動、植物油脂中，含量多、來源廣，同時分子中含有一個不飽和長鏈和一個羧基，本身具有一定的表面活性和可修飾性。但油酸由於不飽和雙鍵的存在，易變質、變色等，另一方面，油酸本身的界面活性十分有限。因此，可對油酸分子進行修 飾，製備得到的苯基十八酸增加了穩定性和界面活性。目前合成苯基十八酸的方法主要為苯與油酸的烷基化反應，反應中使用的催化劑也一直受到關注，催化劑的發展總體上經歷了 4個發展階段。第一階段是以HF為代表的催化劑，這類催化劑在生產過程中腐蝕反應器情況嚴重並極易造成環境汙染，產品分離效果不佳，但優點是反應條件較為溫和，反應器結構簡單，苯烯比低。第二階段是固化酸催化劑，其代表是磷酸，這種催化劑與HF相比在腐蝕和汙染環境方面有了明顯改善，但是無烷基轉移功能，因此產品收率低。第三個發展階段是分子篩催化劑，近年來開發成功的分子篩催化劑有脫鋁的絲光沸石。分子篩催化劑雖然解決了環保問題，但喪失了原有無機酸反應溫度低、活性高的優點，導致反應條件較為苛刻並影響了產品質量，將其用於長直鏈烷基苯的生產更存在催化劑穩定性較差，需頻繁切換更生等問題。
發明內容
本發明的目的，就是為了解決上述現有技術存在的問題，提供一種苯基十八酸的製備方法。為了達到上述目的，本發明採用了以下技術方案一種苯基十八酸的製備方法是，以油酸和苯為反應物，以AlCl3為催化劑進行反應，然後向反應後的混合物中加入酸性水溶液，採用不溶於水的有機溶劑萃取，蒸發除去有機溶劑及過量的苯後即得到苯基十八酸產品O
所述的油酸與苯的摩爾比為1: 3-1 7，油酸與AlCl3的摩爾比為O. 5-2。反應溫度為45-85°C 或 65-85°C。反應時間為4_12h。最優的反應條件是，油酸與苯的摩爾比為1: 5，油酸與A1C13的摩爾比為1: 2，反應溫度為65°C，反應時間為6h。所述酸性水溶液包括鹽酸或硫酸的水溶液。所述不溶於水的有機溶劑包括甲苯或二甲苯。本發明創新採用AlCl3催化烷基化反應進行油酸的結構修飾。用三氯化鋁做催化劑時，還必須有少量氯化氫存在，本反應進行中會產生HCl氣體。AlCl3與HCl形成絡合物，該絡合物與烯烴形成活潑的碳正離子，形成的活潑碳正離子接著與芳烴形成絡合物，再進一步脫去質子生成烷基芳烴，產率達到99%以上。本發明提供了苯基十八酸的製備方法，所選用的催化劑來源廣泛，價格低廉，回收方法簡單，產率可達到99. 25%，克服了現有技術的缺陷。
圖1是反應產物苯基十八酸的分子結構圖。圖2反應物油酸丁酯化的氣相色譜圖。
圖3是反應產物苯基十八酸丁酯化的氣相色譜圖。圖4是反應產物苯基十八酸丁酯的電子轟擊離子化質譜圖。
具體實施例方式實施例1在25mL油酸的苯溶液中(油酸與苯的摩爾比為1: 5)，邊攪拌邊加入O. 0125molAlCl3(油酸與AlCl3的摩爾比為1: 0.5)。在45°C下反應4h。反應結束後，在反應產物中加稀鹽酸，用甲苯萃取，蒸發除去甲苯及過量的苯獲得苯基十八酸產品，產率為30.25%。反應產物苯基十八酸的分子結構圖如圖1所示。實施例2在25mL油酸的苯溶液中(油酸與苯的摩爾比為1: 5)，邊攪拌邊加入O. 025molAlCl3(油酸與AlCl3的摩爾比為1:1)。在45°C下反應6h。反應結束後，在反應產物加入稀硫酸，用二甲苯萃取，蒸發除去二甲苯及過量的苯獲得苯基十八酸產品，產率為46. 16%。實施例3在25mL油酸的苯溶液中(油酸與苯的摩爾比為1: 5)，邊攪拌邊加入O. 05molAlCl3(油酸與AlCl3的摩爾比為1: 2)。在45°C下反應12h。反應結束後，在反應產物加入稀鹽酸，用甲苯萃取，蒸發除去甲苯及過量的苯獲得苯基十八酸產品，產率為58. 47%。實施例4在25mL油酸的苯溶液中(油酸與苯的摩爾比為1: 5)，邊攪拌邊加入O. 025molAlCl3(油酸與AlCl3的摩爾比為1:1)。在65°C下反應4h。反應結束後，在反應產物加入稀硫酸，用二甲苯萃取，蒸發除去二甲苯及過量的苯獲得苯基十八酸產品，產率為90. 25%。實施例5在25mL油酸的苯溶液中(油酸與苯的摩爾比為1: 5)，邊攪拌邊加入O. 05molAlCl3(油酸與AlCl3的摩爾比為1: 2)。在65°C下反應6h。反應結束後，在反應產物加入稀鹽酸，用甲苯萃取，蒸發除去甲苯及過量的苯獲得苯基十八酸產品，產率為99. 25%。實施例6在25mL油酸的苯溶液中(油酸與苯的摩爾比為1: 5)，邊攪拌邊加入O. 0125molAlCl3(油酸與AlCl3的摩爾比為I 0.5)。在65°C下反應12h。反應結束後，在反應產物加入稀鹽酸，用二甲苯萃取，蒸發除去二甲苯及過量的苯獲得苯基十八酸產品，產率為 88. 05%。實施例7在25mL油酸的苯溶液中(油酸與苯的摩爾比為1: 5)，邊攪拌邊加入O. 05molAlCl3(油酸與AlCl3的摩爾比為1: 2)。在85°C下反應4h。反應結束後，在反應產物加入稀硫酸，用甲苯萃取，蒸發除去甲苯及過量的苯獲得苯基十八酸產品，產率為88. 17%。實施例8在25mL油酸的苯溶液中(油 酸與苯的摩爾比為1: 5)，邊攪拌邊加入O. 0125molAlCl3(油酸與AlCl3的摩爾比為1: 0.5)。在85°C下反應6h。反應結束後，在反應產物加入稀鹽酸，用二甲苯萃取，蒸發除去二甲苯及過量的苯獲得苯基十八酸產品，產率為 73. 62%。實施例9在25mL油酸的苯溶液中(油酸與苯的摩爾比為1: 3)，邊攪拌邊加入O. 025molAlCl3(油酸與AlCl3的摩爾比為1:1)。在65°C下反應12h。反應結束後，在反應產物加入稀硫酸，用甲苯萃取，蒸發除去甲苯及過量的苯獲得苯基十八酸產品，產率為98. 80%。實施例10在25mL油酸的苯溶液中(油酸與苯的摩爾比為1: 3)，邊攪拌邊加入O. 025molAlCl3(油酸與AlCl3的摩爾比為1:1)。在65°C下反應6h。反應結束後，在反應產物加入稀鹽酸，用二甲苯萃取，蒸發除去二甲苯及過量的苯獲得苯基十八酸產品，產率為75. 73%。實施例11在25mL油酸的苯溶液中(油酸與苯的摩爾比為1: 5)，邊攪拌邊加入O. 025molAlCl3(油酸與AlCl3的摩爾比為1:1)。在65°C下反應6h。反應結束後，在反應產物加入稀硫酸，用甲苯萃取，蒸發除去甲苯及過量的苯獲得苯基十八酸產品，產率為92. 35%。實施例12在25mL油酸的苯溶液中(油酸與苯的摩爾比為1: 7)，邊攪拌邊加入O. 025molAlCl3(油酸與AlCl3的摩爾比為1:1)。在65°C下反應6h。反應結束後，在反應產物加入稀鹽酸，用二甲苯萃取，蒸發除去二甲苯及過量的苯獲得苯基十八酸產品，產率為73. 67%。圖2反應物油酸丁酯化的氣相色譜圖。氣相色譜條件起始溫度120°C ;升溫速率8°C /min ;終止溫度280°C ;載氣氦氣；載氣流量lmL/min ;分流比20 I ;進樣量IyL0圖3是反應產物苯基十八酸丁酯化的氣相色譜圖。氣相色譜條件起始溫度120 0C ;升溫速率8°C /min ;終止溫度280°C ;載氣氦氣；載氣流量lmL/min ;分流比20 I ;進樣量lyL。圖4是反應產物苯基十八酸丁酯的電子轟擊離子化質譜圖。苯基十八酸丁酯m/z 416。本發明的方法反應完全`，副反應少，所得烷基化產物苯基十八酸的含量較高。
權利要求
1.一種苯基十八酸的製備方法，其特徵在於以油酸和苯為反應物，以AlCl3為催化劑進行反應，然後向反應後的混合物中加入酸性水溶液，採用不溶於水的有機溶劑萃取，蒸發除去有機溶劑及過量的苯後即得到苯基十八酸產品。
2.根據權利要求1所述的苯基十八酸的製備方法，其特徵在於所述的油酸與苯的摩爾比為1: 3-1 7，油酸與AlCl3的摩爾比為O. 5-2。
3.根據權利要求1所述的苯基十八酸的製備方法，其特徵在於:反應溫度為45-85V。
4.根據權利要求1所述的苯基十八酸的製備方法，其特徵在於:反應溫度為65-85V。
5.根據權利要求1所述的苯基十八酸的製備方法，其特徵在於反應時間為4-12h。
6.根據權利要求1所述的苯基十八酸的製備方法，其特徵在於油酸與苯的摩爾比為I 5，油酸與AlCl3的摩爾比為1: 2，反應溫度為65°C，反應時間為6h。
7.根據權利要求1所述的苯基十八酸的製備方法，其特徵在於所述酸性水溶液包括鹽酸或硫酸的水溶液。
8.根據權利要求1所述的苯基十八酸的製備方法，其特徵在於所述不溶於水的有機溶劑包括甲苯或二甲苯。
全文摘要
一種苯基十八酸的製備方法，是以油酸和苯為反應物，以AlCl3為催化劑進行反應，然後向反應後的混合物中加入酸性水溶液，採用不溶於水的有機溶劑萃取，蒸發除去有機溶劑及過量的苯後即得到苯基十八酸產品。本發明的方法反應完全，副反應少，所得苯基十八酸含量高。
文檔編號C07C57/42GK103044235SQ20131003387
公開日2013年4月17日 申請日期2013年1月29日 優先權日2013年1月29日
發明者牟伯中, 劉金峰, 楊世忠, 剛洪澤, 張琪琪 申請人:華東理工大學