[发明专利]一种偏苯三甲酸三缩水甘油酯的合成工艺

说明书

本发明提出了一种偏苯三甲酸三缩水甘油酯的合成工艺，具体流程如下：(1)分步酯化：在反应器中加入偏苯三甲酸或偏苯三酸酐、助溶剂、环氧氯丙烷、催化剂，保温反应。酯化反应完毕后，减压蒸除环氧氯丙烷和助溶剂；(2)消去闭环：加入闭环溶剂，将反应器升至反应温度，缓慢滴加无机碱的水溶液，滴完后在所需的反应温度下保温反应适当时间，同时反应器负压状态用分水器去除其中的水；(3)精制：过滤、水洗分液、蒸馏。本发明采取的措施能够有效防止环氧氯丙烷与中间产物继续反应生成二聚物或多聚物，以及目标产物水解。反应温度适中，反应时间短，副产物少，后处理简单而且环保，产品质量好，适合工业化生产，具有很好的经济效益。

技术领域

本发明涉及一种合成偏苯三甲酸三缩水甘油酯的方法，具体是偏苯三甲酸或偏苯三酸酐与环氧氯丙烷通过分步酯化-消去闭环-精制三步法合成偏苯三甲酸三缩水甘油酯；属于有机化工领域。

背景技术

偏苯三甲酸三缩水甘油酯，化学名为1，2，4-苯三甲酸三(环氧乙烷基甲基)酯，CAS号为7237-83-4，分子式：C18H18O9，分子量：378.33g/mol，沸点：278℃，熔点：-21.5℃，密度比水重，浅黄色透明液体，微溶于水、甲醇，易溶于乙酸乙酯、乙腈、丙酮等有机溶剂。在结构上，由于它的分子内含有高活性的环氧基团，可以进行一系列的化学反应，因此，广泛的应用于化工、医学、性能研究等多种领域，最终得到的产品有良好的耐腐蚀、耐磨、耐热等特点，是精细化工合成中重要的原料之一。

环氧树脂属环氧烷酯型化合物，是良好的超低温粘结剂，以异氰尿酸三缩水甘油酯(简称TGIC)为代表。然而TGIC的致癌性使其应用受到了限制，欧美等国已禁止使用。目前我国虽仍可以使用TGIC，但随着经济水平的发展以及对环境友好型材料的需求，迫于对环境保护的压力，TGIC的使用很大程度上已经被限制使用，而对新型低毒环氧树脂的需求则会越来越大。多元羧酸型环氧树脂作为粉末固化剂因其优异的性能和环保性受到人们的关注，偏苯三甲酸三缩水甘油酯与对苯二甲酸二缩水甘油酯按比例混合得到的PT910/912环氧树酯固化剂，具有环保、稳定性好、相容性优良、易于保存、表面光泽度好、透光性好等优点，被认为是具有广阔前景的固化剂。

文献和专利调研发现偏苯三甲酸三缩水甘油酯的合成有许多工艺路线，具体包括羧酸盐法、酰氯法、氧化法、酯交换法和酯化-闭环两步法等。通过对几条合成路线的比较研究发现，羧酸盐法中羧酸盐很容易制备，但弱亲核性致使其与环氧氯丙烷反应困难，所需反应温度较高，且收率较低。酰氯法中酰氯制备以及与环氧氯丙烷反应都需无水条件，反应条件相对苛刻。酯交换法需先制备甲酯中间体，且存在生产成本高的问题。酯化-闭环两步法是目前制备环氧树脂类化合物备受关注的一种方法，该法虽需经过环氧的开环、闭环两步，实际中间体产物不需纯化；但该法在开环酯化属于非均相反应，加上催化剂使用，以及消去闭环时碱性条件酯的水解，同时环氧类化合物自聚或相互聚合等会造成反应产物复杂，进而影响产物收率和产品质量，所以需对合成工艺路线进行改进以及新的反应器设计。

发明内容

本发明针对上述问题提出了一种偏苯三甲酸三缩水甘油酯的合成工艺，采取的措施能够有效防止环氧氯丙烷与中间产物继续反应生成二聚物或多聚物以及目标产物水解，反应温度适中，反应时间短，副产物少，后处理简单，产品质量好，适合工业化生产，具有很好的经济效益。

为达到上述目标，本发明提供一种偏苯三甲酸三缩水甘油酯的合成工艺，包括分步酯化、消去闭环、精制工艺过程。具体流程如下：

(1)分步酯化

在反应器中加入偏苯三甲酸或偏苯三酸酐、助溶剂、环氧氯丙烷、催化剂，将反应器内的温度设定到所需的温度，充分搅拌，待反应器中反应液温度升至反应温度后，保温反应，其中环氧氯丙烷分三次加入，开环酯化反应完毕后，减压蒸除环氧氯丙烷和助溶剂；

(2)消去闭环