[发明专利]一种以甘油合成碳酸甘油酯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种碳酸甘油的制备方法，尤其涉及一种以甘油合成碳酸甘油酯的方法。

背景技术

碳酸甘油是一种重要的新型化工产品，可作为高极性溶剂或高聚物中间体，通过与对应的酸、酯或酸的衍生物发生酯交换反应制备其他环状碳酸酯，碳酸甘油能与氧、氮、硫等亲核试剂进行亲核取代，可以用做制备缩水甘油的原料，还可以用做生物溶剂、聚氨酯涂料等重要组分以及应用于化妆品；领域等，由于碳酸甘油酯毒性小、不挥发、可生物降解、环境友好等优点，因此在将来具有广泛的应用前景。

美国专利USP2446145提到以甘油为原料，与光气反应制备碳酸甘油酯，但这种方法应用的原料光气为剧毒物质，且反应过程中产生的大量氯化氢容易造成环境污染。此外也有以甘油和二甲酯为原料，固体碱氧化钙、氢氧化钙为催化剂制备碳酸甘油酯等，都存在着成本较高、反应时间较长、活性不高的不足之处。

发明内容

本发明就是针对上述问题，提出一种以甘油合成碳酸甘油酯的方法，该方法合成碳酸甘油酯成本较低、反应时间短，且活性较高。

为达到上述技术目的，本发明采用了一种以甘油合成碳酸甘油酯的方法，主要以碳酸乙烯酯、尿素和甘油为原料，以路易斯盐和硫酸锌为催化剂，制备方式具体如下：

(1)将碳酸乙烯酯、尿素和甘油加入配有冷凝管、搅拌器、温度计以及节点温度计的四口瓶中，先加热至110℃熔化物料，真空度为0.2KPa；

(2)高速搅拌下，反应8-9个小时，反应温度为180-190℃，产物经真空抽滤除去少量固定杂质得到粗碳酸甘油酯；

(3)粗碳酸甘油酯通过减压蒸馏的方法除去甘油，得到纯度较高的甘酸甘油酯；

(4)反应过程中产生的氨气通过热的还原性铁粉去除，以提高甘油的转化率；

所述的碳酸乙烯酯、尿素和甘油的用量为：甘油1.5-1.7摩尔、尿素1.5-1.8摩尔、碳酸乙烯酯1.8-1.9摩尔。

本发明以甘油合成碳酸甘油酯的方法，反应过程中无须加入其他溶剂，氨气去除彻底，提高了甘油的转化率；反应原料无毒，廉价易得成本低，甘油转化率高，杂质少，工艺简单，后续分离纯化也较为容易。

具体实施方式

下面采用具体实施方式对本发明作进一步详细地说明。

取碳酸乙烯酯30g、尿素60g和甘油32g加入配有冷凝管、搅拌器、温度计以及节点温度计的四口瓶中，先加热至110℃熔化物料，真空度为0.2KPa；高速搅拌下，反应8-9个小时，反应温度为180-190℃，产物经真空抽滤除去少量固定杂质得到粗碳酸甘油酯；粗碳酸甘油酯通过减压蒸馏的方法除去甘油，得到甘酸甘油酯105g；碳酸甘油酯收率75％，气象色谱图结果显示，碳酸甘油酯纯度为93％。

取碳酸乙烯酯70g、尿素120g和甘油66g加入配有冷凝管、搅拌器、温度计以及节点温度计的四口瓶中，先加热至110℃熔化物料，真空度为0.2KPa；高速搅拌下，反应8-9个小时，反应温度为180-190℃，产物经真空抽滤除去少量固定杂质得到粗碳酸甘油酯；粗碳酸甘油酯通过减压蒸馏的方法除去甘油，得到甘酸甘油酯195g；碳酸甘油酯收率75％，气象色谱图结果显示，碳酸甘油酯纯度为92％。

取碳酸乙烯酯100g、尿素160g和甘油100g加入配有冷凝管、搅拌器、温度计以及节点温度计的四口瓶中，先加热至120℃熔化物料，真空度为0.2KPa；高速搅拌下，反应8-9个小时，反应温度为180-190℃，产物经真空抽滤除去少量固定杂质得到粗碳酸甘油酯；粗碳酸甘油酯通过减压蒸馏的方法除去甘油，得到甘酸甘油酯195g；碳酸甘油酯收率75％，气象色谱图结果显示，碳酸甘油酯纯度为94％。