[发明专利]二元醇醚酯的合成方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种二元醇醚酯的合成方法，尤其涉及一种以二元醇醚和脂肪酸为原料，在酸性催化剂和低毒共沸脱水剂作用下，进行直接酯化反应生成二元醇醚酯的合成方法。

二、背景技术

二元醇醚酯分子中既有醚键，又有酯的结构，这两部分官能团既相互制约排斥，又各自起到其固有的作用，对非极性物质和极性物质都有一定的溶解能力，总的溶解能力应该说是多种官能团综合作用的结果。既可溶解小分子有机物，有机大分子物以及合成的或天然的高分子物，又可不同程度地与水或水溶性化合物互溶，具有一般有机溶剂所不具备的性能，其溶解能力优于二元醇醚。

二元醇醚酯应用领域主要有：1、应用于涂料，特别作烤漆溶剂，广泛用于汽车工业和家电工业。2、胶片工业，作三醋酸纤维素片基的增塑剂，提高片基的耐折次数，并赋予低温抗脆性能。3、皮革工业鞣剂的溶剂，可提高皮革的柔软性，保持良好的色泽。4、纺织染整助剂溶剂，5、印刷油墨溶剂；精细搪瓷制品用辅助溶剂。

二元醇醚酯合成方法主要为直接酯化法，直接酯化法是技术非常成熟的酯生产工业化方法。该反应的催化剂通常为酸性催化剂，主要有磷酸、盐酸、浓硫酸、氯磺酸、对甲苯磺酸、甲磺酸等，主要用浓硫酸或对甲苯磺酸。

由于直接酯化反应过程中有水生成，为了使反应充分进行，副产水通过使用能与水形成共沸的试剂除去，这种试剂称作共沸脱水剂。当共沸物被冷却后，共沸脱水剂必须可以从水中分离出来以便于回收和循环使用。目前常用的共沸脱水剂主要有苯、甲苯、二甲苯、乙苯、环己烷等。苯、甲苯的分水效果最好，但其毒性大，对人的健康有害；对于二甲苯、乙苯、环己烷，无论反应过程的条件如何调节，都会夹带大约10％左右的反应物，它们是不理想的共沸脱水剂。

在目前技术中直接酯化法的反应温度在80～150℃，在酸性催化剂和共沸脱水剂存在下直接进行酯化反应；酸催化剂均采用磷酸、盐酸、浓硫酸、氯磺酸、草酸、对甲苯磺酸、甲磺酸等；由于直接酯化反应过程中有水生成，为了使反应充分进行，副产水通过使用能与水形成共沸的试剂除去，这种试剂称作共沸脱水剂。当共沸物被冷却后，共沸脱水剂必须可以从水中分离出来以便于回收和循环使用。目前常用的共沸脱水剂主要有苯、甲苯、二甲苯、乙苯、环己烷等。苯、甲苯的分水效果最好，但其毒性大，对人的健康有害；对于二甲苯、乙苯、环己烷，无论反应过程的条件如何调节，都会夹带大约10％左右的反应物，它们是不理想的共沸脱水剂。

CN1515537介绍了丙二醇甲醚醋酸酯的合成方法，以丙二醇甲醚和醋酸为原料，在酸性催化剂和共沸脱水剂存在下直接酯化合成丙二醇甲醚醋酸酯，共沸脱水剂是丁醇或醋酸丁酯，共沸脱水剂毒性低，使用安全，对生产环境污染低，达到了清洁生产丙二醇甲醚醋酸酯的目的。对于二元醇醚与脂肪酸直接酯化法制备二元醇醚酯清洁合成工艺，其核心是选用适宜的低毒或无毒的共沸脱水剂，确定合理的反应条件，以提高酯化反应的活性、选择性与酯化收率；而该共沸脱水剂存在的缺点是在水中溶解度相对较大、水解速度相对较快，由此使得反应时共沸脱水剂损耗多。

三、发明内容

针对上述缺点，本发明的目的在于提供一种二元醇醚酯的合成方法，其使用的共沸脱水剂与醋酸丁酯相比，在水中溶解度小及水解速度较慢，有利于降低反应时共沸脱水剂的损耗。

本发明技术内容为，一种二元醇醚酯的合成方法，包括以二元醇醚和脂肪酸为原料，反应温度在80～180℃，在酸性催化剂和共沸脱水剂存在下直接酯化合成二元醇醚醋酸酯；酸性催化剂为磷酸、盐酸、浓硫酸、氯磺酸、草酸、对甲苯磺酸和甲磺酸中的一种，催化剂用量为反应物料总质量的0.05～1％，其特征为：脂肪酸和二元醇醚的摩尔配比为1.0∶0.8～1.5；共沸脱水剂是醋酸异丁酯或醋酸仲丁酯，共沸脱水剂用量为反应物料总质量的5～30％。

在上述合成方法中，二元醇醚为乙二醇甲(乙、丙、丁或苯)醚、二乙二醇甲(乙、丙、丁或苯)醚、丙二醇甲(乙、丙、丁或苯)醚或二丙二醇甲(乙、丙、丁或苯)醚；脂肪酸为醋酸、丙酸或丁酸。

在上述合成方法中，适宜的反应温度为100～140℃，最佳的反应温度为120～140℃，反应物系始终保持在沸腾状态，至反应分出的水达化学计量值止。