一種羧酸酯的合成方法

本發明涉及有機合成領域，具體涉及一種羧酸酯的合成方法。

背景技術：

1、羧酸酯是羧酸分子中羧基的羥基被烷氧基取代后形成的化合物，是一類重要的有機化合物，廣泛存在于自然界（如油脂、香料）和工業產品中。直接酯化法是目前技術非常成熟的羧酸酯生產方法，這種方法的核心是選用適宜的催化劑和共沸脫水劑，確定合理的反應條件，以提高酯化反應的活性、選擇性與酯化收率。根據催化劑與反應體系的相態關系，可分為均相催化劑和非均相催化劑，二者在作用機制、應用場景及優缺點上存在顯著差異：均相催化劑主要有質子酸、路易斯酸和金屬有機化合物，其優點在于活性中心均勻，與反應物接觸充分，催化效率高，適用范圍廣，但同時均相催化劑存在難以分離回收、產物后處理復雜和腐蝕性強等缺點；非均相催化劑主要有固體酸、金屬氧化物/復合氧化物和負載型金屬催化劑，非均相催化劑具有易于分離回收、可重復使用、對設備腐蝕性低等特點，但固-液非均相反應存在相間傳質阻力，降低反應速率。

技術實現思路

1、本發明提供了一種羧酸酯的合成方法，本發明合成羧酸酯時縮短了反應時間并且催化劑容易分離回收。

2、本發明提供了一種羧酸酯的合成方法，包括以下步驟：

3、將脂肪醇和/或醇醚、脂肪酸與對甲苯磺酸鹽混合進行酯化預反應，得到溶解有對甲苯磺酸鹽的預反應體系；所述預反應體系含有部分羧酸酯、未反應的脂肪醇和/或醇醚、脂肪酸及部分副產水；

4、將所述預反應體系與共沸脫水劑混合進行反應精餾酯化反應，分出副產水，得到所述羧酸酯。

5、優選的，所述脂肪醇包括異丙醇、丁醇、正戊醇、異戊醇、己醇、辛醇和苯甲醇中的一種或多種；

6、所述醇醚包括乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇丙醚、乙二醇丁醚、乙二醇苯醚、二乙二醇甲醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇丙醚、二乙二醇丁醚、二乙二醇苯醚、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、丙二醇丙醚、丙二醇丁醚、丙二醇苯醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇乙醚、二丙二醇丙醚、二丙二醇丁醚和二乙二醇苯醚中的一種或多種。

7、優選的，所述脂肪酸包括醋酸、丙酸和丁酸中的一種。

8、優選的，所述醇的物質的量和脂肪酸的物質的量之比為1:0.8~1.5。

9、優選的，所述對甲苯磺酸鹽包括對甲苯磺酸鎳、對甲苯磺酸鋅、對甲苯磺酸鈣、對甲苯磺酸鎂、對甲苯磺酸鋇、對甲苯磺酸鈷、對甲苯磺酸鋁和對甲苯磺酸鐵中的一種或多種。

10、優選的，所述催化劑的質量為脂肪醇和/或醇醚與脂肪酸總質量的0.05~1%。

11、優選的，所述酯化預反應溫度為60~100℃，時間為0.5~4h。

12、優選的，所述共沸脫水劑包括醋酸乙酯、醋酸異丙酯、醋酸丁酯、醋酸異丁酯、醋酸仲丁酯和正丁醚中的一種；

13、所述共沸脫水劑的質量為脂肪醇和/或醇醚與脂肪酸總質量的5~35%。

14、優選的，所述反應精餾酯化反應的溫度為100~180℃，時間為4~5h。

15、優選的，所述反應精餾酯化反應后，還包括：將反應精餾酯化反應所得體系中的共沸脫水劑和未反應原料去除后再在蒸發器中進行常壓或減壓蒸發，將所述蒸發所得氣相進入精餾塔進行常壓或減壓精餾得到羧酸酯，將蒸發器底部得到的對甲苯磺酸鹽循環使用。

16、本發明將對甲苯磺酸鹽作為催化劑進行酯化預反應，得到溶解有對甲苯磺酸鹽的預反應體系，在反應精餾酯化反應時反應體系呈均相（酯化預反應串聯反應精餾酯化反應），反應結束后對甲苯磺酸鹽能充分回收、循環使用，相較于常規的硫酸、對甲苯磺酸等選擇性好，對反應器的腐蝕小；此外，本發明通過酯化預反應和反應精餾酯化反應，可以縮短反應時間、降低能耗。

17、進一步地，本發明在進入精餾塔之前增加了蒸發器，對反應精餾酯化粗產物進行氣化（常壓或減壓），氣化羧酸酯粗產品去常壓或減壓精餾得到產品，催化劑沉集于蒸發器中而分離出來，收集的催化劑返回預反應系統循環使用，實現清潔生產。

1.一種羧酸酯的合成方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據權利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述脂肪醇包括異丙醇、丁醇、正戊醇、異戊醇、己醇、辛醇和苯甲醇中的一種或多種；

3.根據權利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述脂肪酸包括醋酸、丙酸和丁酸中的一種。

4.根據權利要求1~3任一項所述的合成方法，其特征在于，所述醇的物質的量和脂肪酸的物質的量之比為1:0.8~1.5。

5.根據權利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述對甲苯磺酸鹽包括對甲苯磺酸鎳、對甲苯磺酸鋅、對甲苯磺酸鈣、對甲苯磺酸鎂、對甲苯磺酸鋇、對甲苯磺酸鈷、對甲苯磺酸鋁和對甲苯磺酸鐵中的一種或多種。

6.根據權利要求1或5所述的合成方法，其特征在于，所述催化劑的質量為脂肪醇和/或醇醚與脂肪酸總質量的0.05~1%。

7.根據權利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述酯化預反應溫度為60~100℃，時間為0.5~4h。

8.根據權利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述共沸脫水劑包括醋酸乙酯、醋酸異丙酯、醋酸丁酯、醋酸異丁酯、醋酸仲丁酯和正丁醚中的一種；

9.根據權利要求1或8所述的合成方法，其特征在于，所述反應精餾酯化反應的溫度為100~180℃，時間為4~5h。

10.根據權利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述反應精餾酯化反應后，還包括：將反應精餾酯化反應所得體系中的共沸脫水劑和未反應原料去除后再在蒸發器中進行蒸發；