[发明专利]乙二醇甲醚醋酸酯的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及有机化学合成技术领域，尤其是一种酯交换法制备乙二醇甲醚醋酸酯的方法。

背景技术

二元醇醚醋酸酯分子中既有醚键，又有羰基，且羰基又形成了酯的结构，因而它具有一般有机溶剂所不具备的性能，既可溶解有机分子、合成的或天然的高分子化合物，又可不同程度的与水或水溶性化合物互溶，是一类优良高沸点双官能团的低毒高级工业溶剂，其性能优于二元醇醚，在汽车漆、容器、机械设备、金属家具、器具表面涂料、油墨、水溶性涂料、多彩喷涂涂料，以及去漆剂、工业清洗剂、木材着色剂等产品的生产中得到了广泛的应用。目前，国内产量远远满足不了需要，大部分依赖进口。因此，开发此类产品并研究其性能，具有重要的理论和应用价值。

乙二醇甲醚醋酸酯的合成技术有直接酯化法、一步合成法和酯交换法三种。直接酯化法是以醋酸和乙二醇单甲醚为原料，以硫酸、磷酸、对甲苯磺酸、阳离子交换树脂、分子筛负载TiO₂/SO₄稀土盐和层柱状粘土等为催化剂进行酯化的方法。因反应过程中生成水，且反应后分离反应液时通常要进行中和、水洗等操作，而反应原料乙二醇甲醚和产品乙二醇甲醚醋酸酯在水中溶解度都很大，这就给分离回收、废水处理带来麻烦。为此，多年来对该方法的改进集中在催化剂的改进和产品的分离回收两方面。一步合成法是以环氧乙烷和醋酸甲酯为原料，以水滑石煅烧物、ZrCl₄-N-甲基吡咯烷酮、Zr(OPr)₄-Et₃N和AlCl₃-Et₃N等为催化剂，原料成本低，反应物组成简单，产品容易分离，纯度高，但副产物多。酯交换法是以醋酸乙酯和乙二醇甲醚为原料，以烷氧基铝、烷氧基钛、磷酸、对甲苯磺酸及有机金属盐等为催化剂，产物中生成醇而不生成水，副产物乙醇可用作合成乙二醇乙醚的原料，也避免产生复杂含水共沸系统，简化了分离操作。但在上述过程，存在催化剂活性低，催化效率差等缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种产物收率高、反应速率快、能耗较小的酯交换法制备乙二醇甲醚醋酸酯的方法，在合成过程中以有机钛化合物为催化剂，反应结束后，直接精馏处理即可获得乙二醇甲醚醋酸酯，反应产率达到95％以上。

实现本发明目的的具体技术方案是：

一种乙二醇甲醚醋酸酯的制备方法，它包括以下具体步骤：

第1步  酯交换反应

在备有电磁搅拌、温度计、精馏柱、承接管、回收烧瓶的三颈容器中加入乙酸乙酯与乙二醇甲醚，其摩尔比为1～8∶1，加入占原料总重0.1～1％的有机钛化合物作为催化剂，进行加热回流搅拌，加热温度控制在70～120℃，使反应产生的乙醇从蒸馏头上端共沸蒸出，反应至蒸馏头上端温度高于乙酸乙酯与乙醇共沸温度(即无乙醇蒸出)停止；

第2步  产物的纯化

将上步得到的物料进行常压精馏，收集140～145℃的馏分，得到无色透明产品即为乙二醇甲醚醋酸酯。

所述有机钛化合物为钛酸正丁酯或钛酸异丙酯。

与现有技术相比，本发明的优点是：(1)产率高，为95.5～99.6％；(2)催化剂活性高，催化剂用量小，约占反应原料总重的0.1～1％；(3)反应条件温和，常压下反应；(4)设备腐蚀小，没有环境污染等。

具体实施方式

以下将通过具体的实施例对本发明做进一步的阐述：

实施例1

第1步  酯交换反应

在备有电磁搅拌、温度计、精馏柱、承接管、回收烧瓶的250mL三颈瓶中加入0.6mol乙酸乙酯，0.1mol乙二醇甲醚，0.1g钛酸正丁酯催化剂，进行加热回流搅拌，加热温度控制在100℃，使反应产生的乙醇从蒸馏头上端共沸蒸出，反应至蒸馏头上端温度高于乙酸乙酯与乙醇共沸温度(即无乙醇蒸出)停止；

第2步  产物的纯化

反应结束后，催化剂无需分离，物料直接进行常压精馏，收集140～145℃的馏分，得到无色透明的产品即为乙二醇甲醚醋酸酯。收率为97％。

实施例2-6

除以下不同外，其余与实施例1相同，在乙二醇甲醚用量为0.1mol，钛酸正丁酯用量为0.1g，乙酸乙酯按表1用量。

                 表1