[发明专利]制备混合碳酸烷基酯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及制备碳酸烷基酯的方法，尤其是涉及一种制备混合碳酸烷基酯的方法。

背景技术

碳酸二烷基酯，由于具有多种官能团，其制备方法有很多研究。已知可以用碳酰氯与醇类反应来制备碳酸二烷基酯，但是碳酰氯即光气为剧毒物质，生产过程需要严格控制，这种方法已经被淘汰。公开号为CN1104206A的中国发明专利申请公开了一种由一氧化碳与亚硝酸烷基酯在催化剂作用下制备碳酸二烷基酯的方法，但由于使用了有毒的一氧化碳作为反应介质，生产过程依旧要严格控制。公开号为CN1119640A的中国发明专利申请公开了一种碳酸酯化合物的制备方法，使用尿素或尿素的衍生物与醇类反应，其过程复杂。公告号为CN1240667C的发明专利公开了一种气固相催化合成甲基丙基碳酸酯和碳酸二丙酯，反应需要在加压1.0-1.2MPa条件下进行。公开号为CN1223577C的中国专利提供了一种合成碳酸二丁酯的方法。

以上提到的专利文献公开的技术方案是以得到纯净产物为目的，产物主要用于反应性应用。碳酸二烷基酯其表面张力大，粘度低，介质界电常数小，选择不同组成的碳酸二烷基酯可以获得不同沸程范围的蒸发温度并具有不同的的蒸发速度，因此可以作为低毒溶剂用于涂料工业和其它工业领域，以替代常用的溶剂如醋酸酯、酮类及其它有机酯类，以降低产品成本。作为工业溶剂应用对产品的纯度要求不高，同时也对成本敏感。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种制备混合碳酸烷基酯的方法，以低成本方式生产适合用作工业溶剂的混合碳酸烷基酯。

实现本发明目的的技术方案为：

一种制备混合碳酸烷基酯的方法，其特征在于包括：

(1)碳酸二甲酯、低碳脂肪族醇及催化剂加热反应并回流及分甲醇；

(2)每隔一定时间移走反应生成的甲醇使反应继续进行；

(3)检测反应体系中酯含量，当酯含量增加缓慢时停止加热，并将催化剂去除；

(4)蒸馏分离去除催化剂后的反应产物，得到含醇的碳酸二烷基酯混合物；

(5)在醇被完全蒸出后，收集一定温度的馏程得到混合碳酸烷基酯。

在一种优选的技术方案中，反应物碳酸二甲酯或低碳脂肪族醇以缓慢滴加的方式加入。

本发明的过程简单，反应条件温和，可以使用低值的混合醇作为反应物，反应产物亦不需要经严格的分离，因此生产成本低，制得的产品可以用作工业溶剂，具有广泛的用途。

具体实施方式

碳酸二甲酯与脂肪族醇可以发生酯交换反应，反应过程可表示为：

本发明中所说低碳脂肪族醇，是指碳原子数小于9的脂肪族醇。优选乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇丙醚、乙二醇丁醚或丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、丙二醇丙醚、丙二醇叔丁醚或它们的异构体或它们的混合物。最优选乙醇、异丙醇、混丁醇。

反应需要催化剂作用下进行，常用的酯交换催化剂均可使用，可以选用甲醇钠、碳酸钾、二丁基氧化锡，优选使用甲醇钠。甲醇钠、碳酸钾和二丁基氧化锡对水特别敏感，需要控制反应物中水的质量百分含量小于0.5％。

反应过程是一个平衡过程，移走反应生成的甲醇有利于向生成混合酯的方向进行。

反应过程中不断检测体系中酯含量，反应开始阶段酯含量增加很快，反应后期产物中酯类产品含量增加缓慢，停止加热，并去除催化剂。催化剂甲醇钠是均相催化剂，可以用催化剂以去除，催化剂去除剂可以和催化剂反应生成与反应体系不相溶的化合物，其沸点要比体系的沸点高，优选使用磷酸作为去除剂，加入磷酸后甲醇钠与其反应生成不溶的块状物，可以过滤以去掉。催化剂碳酸钾和二丁基氧化锡是非均相催化剂，在停止加热后可以过滤以去掉。去掉催化剂的反应产物再蒸馏分离，先分离出含有醇的碳酸二烷基酯混合物，再分离出不含醇碳酸二烷基酯混合物。

所得到的产物可用作不同的工业溶剂，例如含醇的混合碳酸二烷基酯可用于硝基漆的溶剂，不含醇的碳酸二烷基酯可以用于聚氨酯涂料的溶剂等方面。

以下结合实施例来对本发明作进一步的说明。除有特别的说明，实施例中提到的含量皆为质量百分含量。

例1：乙醇+DMC