環己烯合成乙酸環己酯的方法
2023-06-04 15:55:11
專利名稱：環己烯合成乙酸環己酯的方法
技術領域：
本發明屬於有機合成領域，尤其是一種環己烯合成乙酸環己酯的方法。
背景技術：
乙酸環己酯是一種具有香蕉、蘋果等水果香味的無色透明液體，常用於配製蘋果、香蕉和樹莓等香料，廣泛應用於食品和化妝品等行業。同時由於乙酸環己酯對樹脂等有較好的溶解性能，也常用做塗料、油漆等的溶劑。工業上常用環己醇和乙酸為原料，濃硫酸為催化劑合成乙酸環己酯，反應結束後，反應液需用鹼液和水洗滌至中性，乾燥、蒸餾提純。但濃硫酸對設備腐蝕嚴重，產生大量的廢酸需要處理，同時反應、提純過程中產生的廢水，以及添加的帶水劑環己烷，都會對環境造成影響。因此，開發新的合成乙酸環己酯工藝路線具有重要的現實意義。CN102060697A·公開了一種乙酸環己酯的合成工藝，其以對甲苯磺酸銅代替濃硫酸催化環己醇和乙酸酯化合成乙酸環己酯，雖然在一定條件下產物收率為96. 7% (未經分離)，但仍無法避免廢水的產生，同時引入的環己烷也給分離帶來了困難。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種無需帶水劑的環己烯合成乙酸環己酯的方法。為解決上述技術問題，本發明所採取的工藝步驟為所述的環己烯和乙酸在催化劑的作用下合成反應，所述的催化劑為磺酸基陽離子交換樹脂；反應結束後，過濾，回收催化劑；濾液常壓蒸餾，收集沸點前餾分，即可回收環己烯和乙酸；剩餘濾液在絕對壓力30 70KPa下減壓蒸餾，收集沸點140 150°C餾分，即可得到乙酸環己酯。本發明所述環己烯和醋酸的摩爾比為1:1 1:5。本發明所述磺酸基陽離子交換樹脂的酸強度小於等於3，比表面積大於等於30m2/g，交換容量大於等於4mmol/g。本發明所述催化劑的加入量為環己烯質量的I 4%。本發明所述合成反應的反應溫度80 100°C，反應時間I 8h。採用上述技術方案所產生的有益效果在於本發明合成工藝具有較高的收率，且工藝簡單；尤其是反應中無需引入帶水劑及分離提純時不產生廢水等汙染物，減小了環境壓力；且催化劑可重複使用，降低了生產成本；測試結果表明，在最佳條件下，乙酸環己酯收率為89. 6%。因此，本發明具有收率高、工藝簡單、節能環保的特點。
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細的說明。圖I是本發明所得乙酸乙酯的質譜 圖2是本發明所得乙酸乙酯的紅外光譜圖。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明作進一步詳細的說明。實施例I :本環己烯合成乙酸環己酯的方法採用下述工藝步驟
在裝有溫度計、回流冷凝器的乾燥燒瓶中加入O. Imol的環己烯、O. 3mol的乙酸，3%(相對於環己烯質量)的磺酸基陽離子交換樹脂(酸強度2. 5，比表面積42m2/g，交換容量4. 7mmol/g),迅速加熱、攪拌並恆溫，95°C下反應5h。反應結束後,過濾,回收催化劑，濾液常壓蒸餾，收集沸點120°C的餾分；剩餘濾液減壓蒸餾，壓力50kPa，收集沸點140 150°C的餾分，即可得到乙酸環己酯。經計算，本實施例的收率為75. 2%。本實施例所得乙酸環己酯的產品表徵合成的乙酸環己酯產品為無色透明液體，折光率 =1. 439 9，與文獻值 ( 4° =1. 441 7)基本一致；所得乙酸環己酯的質譜圖和紅外光譜圖見圖I和圖2，與標準譜
圖基本一致。實施例2 :本環己烯合成乙酸環己酯的方法採用下述工藝步驟
在裝有溫度計、回流冷凝器的乾燥燒瓶中加入O. Imol的環己烯、O. 3mol的乙酸，2%(相對於環己烯質量)的磺酸基陽離子交換樹脂(酸強度2. 5，比表面積42m2/g，交換容量4. 7mmol/g)，迅速加熱、攪拌並恆溫，90°C下反應5h。反應結束後，過濾，回收催化劑，濾液常壓蒸餾，收集沸點120°C的餾分；剩餘濾液減壓蒸餾，壓力60kPa，收集沸點140 150°C的餾分，即可得到乙酸環己酯。經計算，本實施例的收率為70. 8%。實施例3 :本環己烯合成乙酸環己酯的方法採用下述工藝步驟
在裝有溫度計、回流冷凝器的乾燥燒瓶中加入O. Imol的環己烯、O. 5mol的乙酸，3%(相對於環己烯質量)的磺酸基陽離子交換樹脂(酸強度2. 5，比表面積42m2/g，交換容量4. 7mmol/g)，迅速加熱、攪拌並恆溫，90°C下反應5h。反應結束後，過濾，回收催化劑，濾液常壓蒸餾，收集沸點120°C的餾分；剩餘濾液減壓蒸餾，壓力45kPa，收集沸點140 150°C的餾分，即可得到乙酸環己酯。經計算，本實施例的收率為85. 8%。實施例4 :本環己烯合成乙酸環己酯的方法採用下述工藝步驟
在裝有溫度計、回流冷凝器的乾燥燒瓶中加入O. Imol的環己烯、O. 4mol的乙酸，3%(相對於環己烯質量)的磺酸基陽離子交換樹脂(酸強度2. 5，比表面積42m2/g，交換容量4. 7mmol/g),迅速加熱、攪拌並恆溫，85°C下反應5h。反應結束後,過濾,回收催化劑，濾液常壓蒸餾，收集沸點120°C的餾分；剩餘濾液減壓蒸餾，壓力65kPa，收集沸點140 150°C的餾分，即可得到乙酸環己酯。經計算，本實施例的收率為88. 2%。實施例5 :本環己烯合成乙酸環己酯的方法採用下述工藝步驟
在裝有溫度計、回流冷凝器的乾燥燒瓶中加入O. Imol的環己烯、O. 2mol的乙酸，3%(相對於環己烯質量)的磺酸基陽離子交換樹脂(酸強度2. 5，比表面積42m2/g，交換容量4. 7mmol/g)，迅速加熱、攪拌並恆溫，95°C下反應8h。反應結束後，過濾，回收催化劑，濾液常壓蒸餾，收集沸點120°C的餾分；剩餘濾液減壓蒸餾，壓力40kPa，收集沸點140 150°C的餾分，即可得到乙酸環己酯。經計算，本實施例的收率為71. 6%。實施例6 :本環己烯合成乙酸環己酯的方法採用下述工藝步驟在裝有溫度計、回流冷凝器的乾燥燒瓶中加入O. Imol的環己烯、O. 4mol的乙酸，4%(相對於環己烯質量)的磺酸基陽離子交換樹脂(酸強度2. 5，比表面積42m2/g，交換容量4. 7mmol/g)，迅速加熱、攪拌並恆溫，100°C下反應8h。反應結束後，過濾，回收催化劑，濾液常壓蒸餾，收集沸點120°C的餾分；剩餘濾液減壓蒸餾，壓力60kPa，收集沸點140 150°C的餾分，即可得到乙酸環己酯。經計算，本實施例的收率為89. 6%。實施例7 :本環己烯合成乙酸環己酯的方法採用下述工藝步驟
在裝有溫度計、回流冷凝器的乾燥燒瓶中加入O. Imol的環己烯、O. 4mol的乙酸，3%(相對於環己烯質量)的磺酸基陽離子交換樹脂(酸強度3，比表面積40m2/g，交換容量4. 6mmol/g)，迅速加熱、攪拌並恆溫，80°C下反應6h。反應結束後，過濾，回收催化劑，濾液常壓蒸餾，收集沸點120°C的餾分；剩餘濾液減壓蒸餾，壓力70kPa，收集沸點140 150°C的餾分，即可得到乙酸環己酯。經計算，本實施例的收率為66. 2%。實施例8 :本環己烯合成乙酸環己酯的方法採用下述工藝步驟
在裝有溫度計、回流冷凝器的乾燥燒瓶中加入O. Imol的環己烯、O. Imol的乙酸，3%(相對於環己烯質量)的磺酸基陽離子交換樹脂(酸強度2. 4，比表面積44m2/g，交換容量
4.lmmol/g)，迅速加熱、攪拌並恆溫，90°C下反應lh。反應結束後，過濾，回收催化劑，濾液常壓蒸餾，收集沸點120°C的餾分；剩餘濾液減壓蒸餾，壓力50kPa，收集沸點140 150°C的餾分，即可得到乙酸環己酯。經計算，本實施例的收率為72. 3%。實施例9 :本環己烯合成乙酸環己酯的方法採用下述工藝步驟
在裝有溫度計、回流冷凝器的乾燥燒瓶中加入O. Imol的環己烯、O. 4mol的乙酸，1%(相對於環己烯質量)的磺酸基陽離子交換樹脂(酸強度2. 4，比表面積31m2/g，交換容量
4.7mmol/g)，迅速加熱、攪拌並恆溫，90°C下反應4h。反應結束後，過濾，回收催化劑，濾液常壓蒸餾，收集沸點120°C的餾分；剩餘濾液減壓蒸餾，壓力30kPa，收集沸點140 150°C的餾分，即可得到乙酸環己酯。經計算，本實施例的收率為60. 8%。實施例10 :本環己烯合成乙酸環己酯的方法採用下述工藝步驟
按照實施例4所述工藝條件，每次催化劑使用完後不經處理直接使用，重複使用十次後，乙酸環己酯收率為86. 5%。產品表徵
合成的乙酸環己酯產品為無色透明液體，折光率=1.439 9，與文獻值⑴=1.4417)基本一致。乙酸環己酯的質譜圖和紅外光譜圖見圖I和圖2。與標準譜圖基本一致。
權利要求
1.一種環己烯合成乙酸環己酯的方法，其特徵在於，該方法的工藝步驟為所述的環己烯和乙酸在催化劑的作用下合成反應，所述的催化劑為磺酸基陽離子交換樹脂；反應結束後，過濾，回收催化劑；濾液常壓蒸餾，收集沸點前餾分，即可回收環己烯和乙酸；剩餘濾液在絕對壓力30 70KPa下減壓蒸餾，收集沸點140 150°C餾分，即可得到乙酸環己酯。
2.根據權利要求I所述的環己烯合成乙酸環己酯的方法，其特徵在於所述環己烯和醋酸的摩爾比為1:1 1:5。
3.根據權利要求I所述的環己烯合成乙酸環己酯的方法，其特徵在於所述磺酸基陽離子交換樹脂的酸強度小於等於3，比表面積大於等於30m2/g，交換容量大於等於4mmol/g。
4.根據權利要求I所述的環己烯合成乙酸環己酯的方法，其特徵在於所述催化劑的加入量為環己烯質量的I 4%。
5.根據權利要求I一 4任意一項所述的環己烯合成乙酸環己酯的方法，其特徵在於所述合成反應的反應溫度80 100°C，反應時間I 8h。
全文摘要
本發明公開了一種環己烯合成乙酸環己酯的方法，該方法的工藝步驟為所述的環己烯和乙酸在催化劑的作用下合成反應，所述的催化劑為磺酸基陽離子交換樹脂；反應結束後，過濾，回收催化劑；濾液常壓蒸餾，收集沸點前餾分，即可回收環己烯和乙酸；剩餘濾液在絕對壓力50KPa下減壓蒸餾，收集沸點140～150℃餾分，即可得到乙酸環己酯。本合成工藝具有較高的收率，且工藝簡單；尤其是反應中無需引入帶水劑及分離提純時不產生廢水等汙染物，減小了環境壓力；且催化劑可重複使用，降低了生產成本；測試結果表明，在最佳條件下，乙酸環己酯收率為89.6%。因此，本方法具有收率高、工藝簡單、節能環保的特點。
文檔編號C07C69/14GK102875371SQ201210420028
公開日2013年1月16日 申請日期2012年10月29日 優先權日2012年10月29日
發明者徐賀明, 房承宣, 董森, 郭學華, 彭勝 申請人:開灤能源化工股份有限公司