[发明专利]一种水杨酸异戊酯的制备方法

说明书

本发明提供一种制备水杨酸异戊酯的方法。所述方法为水杨酸和异戊醇在SO₄^2‑/TiO₂‑SiO₂超强酸催化剂催化下合成得到水杨酸异戊酯。本发明所用的催化剂在制备过程中，通过加入异丙醇有效调节了Ti盐前体异丙醇钛的水解速率，实现Ti金属在SiO₂上的高度分散，提高Ti金属的利用率，此外相比于常规超强酸催化剂，SiO₂的掺入既增加了催化剂的B酸位，进一步提高催化剂酸性，又提高了催化剂的稳定性，从而延长其使用寿命。该法所用催化剂可通过过滤即可分离并重复利用，解决了普通有机酸催化剂使用后产生大量废酸和固废的问题，大大降低了三废处理成本。

技术领域

本发明属于有机合成领域，具体涉及一种水杨酸异戊酯的制备方法。

背景技术

水杨酸异戊酯又名柳酸异戊酯，是重要的水杨酸酯类之一，是调合三叶草香精的主剂，在调制香精时用作调合剂与定香剂，能与橡苔浸膏、香紫苏油、香叶醇等很好调合，结构如下：

水杨酸异戊酯的经典合成方法是将水杨酸和异戊醇在浓硫酸或者硫酸氢钠存在下加热制得，这种方法的缺点是硫酸和硫酸氢钠的强腐蚀性缩短了设备的寿命，酸性废液会污染环境。硫酸催化虽然活性较高，但选择性差，反应混合物中存在醚、硫酸酯等副产物，后处理比较麻烦，生产成本高，使它的发展受到一定制约。

王忠华曾(王忠华,水杨酸异戊酯的合成,乙醛醋酸化工，2018,08:08-18.)报道了SO₄^2-/TiO₂固体酸催化剂应用于水杨酸异戊酯的合成，相比常规催化剂，该催化剂的催化性能更好，催化剂用量更少，且产品收率达到94.6％。夏金虹等人(夏金虹等,SO₄^2-/TiO₂-M_xO_y固体超强酸的制备及其催化合成水杨酸异戊酯性能,工业催化,2010,18(03):72-76)报道了多种负载双金属的SO₄^2-/TiO₂-M_xO_y固体酸催化剂，可以用于高效合成水杨酸异戊酯，但该类固体酸催化剂均是通过有机或无机金属盐直接水解制备，既无模板剂对催化剂进行造孔，又无相应的金属盐水解调节剂，由此类方法制备的催化剂孔道较少，金属组分分布不均一，导致金属利用率差，此外全金属组分的催化剂在浸渍硫酸时容易进一步导致催化剂孔道的塌陷，减少催化剂孔道，从而降低催化剂活性，同时也缩短催化剂寿命。

综上所述，需要开发一种具有更高催化活性的水杨酸酯化催化剂，提高反应收率并增强催化剂寿命，并且避免废酸等污染。

发明内容

本发明的目的是提供一种水杨酸异戊酯的制备方法。该方法采用具有丰富介孔孔道和高效催化酯化功能的SO₄^2-/TiO₂-SiO₂固体超强酸非均相催化剂，催化水杨酸和异戊醇酯化制备水杨酸异戊酯。本发明所用的催化剂以活性炭为硬模板，制备的催化剂具有丰富的介孔孔道结构，显著增加了金属活性位数量，提高了金属组分的利用率，在Ti盐水解过程中加入异戊醇有效的抑制了其在酸性条件下的不可控水解，从而提高Ti金属与Si源的可控水解，提高了Ti金属的分散度，且掺入SiO₂既补充了催化剂的B酸酸性中心，又可增加催化剂的稳定性，延长催化剂的使用寿命。

本发明方法具有工艺条件温和、反应时间短、催化剂易于回收利用、产品收率高等优点。在最优条件下，通过该方法，水杨酸和异戊醇制备水杨酸异戊酯的反应转化率可以达到99.2％，反应温度降至100℃，且反应时间缩短至2h，最终产品收率达到99％以上。

为达到以上发明目的，本发明提供的技术方案如下：