專利名稱：一種甲酸乙酯的制備方法
技術領域：
本發明屬于化工材料合成領域，涉及一種甲酸乙酯的制備方法，特別是一種甲酸乙酯的羥基化制備方法。
背景技術：
甲酸乙酯(分子式為C3H6O2,結構式為hcooch2ch3，簡化為OkCk^)是一種無色透明液體，有類似乙酸乙酯的刺激味和菠蘿樣香氣，微帶苦味道。甲酸乙酯微溶于水，溶于苯、乙醇、乙醚等多數有機溶劑，不溶于甘油，沸點約為53. 4 54. 40C。甲酸乙酯是一種重要的有機溶劑和有機合成中間體，可以用來制藥，例如用于制造抗腫瘤藥物富雪定、維生素BI，以及生產魚腥草素、痛驚寧、康復龍、噻嘧啶、噻啶苯芥、利血生、全合成法山莨菪等藥物；它還可用作硝酸纖維素、乙酸纖維素等的溶劑，以及食品、香·煙、谷類、干燥果品等的殺菌劑、殺幼蟲劑和熏蒸劑；另外，甲酸乙酯作為香精可用于調和桃子、香蕉、蘋果、杏、菠蘿、漿果等香氣，亦可作為黃油、白蘭地酒、甜酒、威士忌酒等的香料。因此甲酸乙酯是一種具有很大市場潛力的化工原料。常用的合成甲酸乙酯的方法是采用硫酸作為催化劑，由甲酸和乙醇化學反應而成。反應方程式如下hcooh+c2h5oh — hcooch2ch3+h2o例如中國專利ZL 95103725.0，就提出了一種以甲酸和乙醇為原料，以硫酸為催
化劑的甲酸乙酯半連續生產工藝。在現有的工藝中，由于甲酸與乙醇進行酯化反應過程中產生大量的水，而甲酸乙酯易水解，產品后處理需要用到大量的干燥劑脫水，不僅增加了生產成本，并且產品不利于分離，這也一直是國內外相關文獻解決的關鍵問題，但到現在為止一直沒有得到簡便易行的處理方法。再加上反應過程中需要用到硫酸等強酸作為催化劑，這樣不僅對設備造成腐蝕，并且催化劑用量比較大，不符合綠色化工工藝的環保要求。
發明內容
本發明的目的是針對現有的技術存在上述問題，提出了一種不會產生大量的水且不需采用硫酸作為催化劑的甲酸乙酯的制備方法。本發明的目的可通過下列技術方案來實現一種甲酸乙酯的制備方法，在堿性催化劑作用下，用無水乙醇和一氧化碳反應制備甲酸乙酯。在上述的制備方法中，催化劑選用堿金屬醇鹽，所述的堿金屬醇鹽為甲醇鈉、乙醇鈉、甲醇鉀、乙醇鉀、甲醇鎂或乙醇鎂中的一種或多種。在上述的制備方法中，所述用無水乙醇和一氧化碳反應制備甲酸乙酯的步驟包括按摩爾比為1000:1 100將無水乙醇和催化劑放入高壓釜中，并攪拌升溫；
溫度升至反應溫度后，向高壓釜內通入一氧化碳進行反應；反應結束后，經過蒸餾，得到甲酸乙酯。在上述的制備方法中，所述無水乙醇和催化劑的摩爾比為1000:6 15。在上述的制備方法中，通入一氧化碳進行反應時高壓釜內的反應壓力為0.5 10. OMPa0在上述的制備方法中，通入一氧化碳進行反應時高壓釜內的反應壓力為4.0
5.OMPa0在上述的制備方法中，反應溫度為20 100°C。在上述的制備方法中，反應溫度為60 70°C。 與現有技術相比，本發明由于采用了以上技術方案，具有如下積極效果I、催化劑選用堿金屬醇鹽，不使用濃硫酸或酸性催化劑，不僅降低了對設備的要求，而且減少了原料成本；2、整個反應在無水的條件下進行，避免了甲酸乙酯水解，產品后處理容易，提高了產品合格率；3、無廢液，廢氣產生，節約原料，減少環境污染，符合清潔生產要求，并可進一步提高甲酸乙酯產率，更適合于工業生產。
具體實施例方式以下是本發明的具體實施例，用于對本發明的技術方案作進一步的描述，但本發明并不限于這些實施例。實施例I :催化劑的堿金屬醇鹽選用甲醇鈉。將300g無水乙醇和5g甲醇鈉(也即摩爾比為1000 :14. 2的無水乙醇和甲醇鈉)，加入到配有電動攪拌裝置、溫度計的高壓釜中，在攪拌下將溫度升至反應溫度60°C，通入一氧化碳使其與無水乙醇反應生成甲酸乙酯，反應壓力為4. OMpa0反應結束后，經過蒸餾，得到的餾分即為甲酸乙酯，重量410g。甲酸乙酯收率為85. 0%,含量大于98. 0%。實施例2:催化劑的堿金屬醇鹽選用乙醇鈉。將300g無水乙醇和6g乙醇鈉(也即摩爾比為1000 :13. 5的無水乙醇和乙醇鈉)，加入到配有電動攪拌裝置、溫度計高壓釜中，在攪拌下將反應溫度升至50°C，通入一氧化碳使其與無水乙醇反應生成甲酸乙酯，反應壓力為3. OMpa0反應結束后，經過蒸餾，得到的餾分即為甲酸乙酯，重量410g。甲酸乙酯收率為85. 0%，含量大于98. 0%。實施例3 催化劑的堿金屬醇鹽選用甲醇鉀。將300g無水乙醇和6g甲醇鉀(也即摩爾比為1000 :13. I的無水乙醇和甲醇鉀)，加入到配有電動攪拌裝置、溫度計高壓釜中，在攪拌下將反應溫度升至70°C，通入一氧化碳使其與無水乙醇反應生成甲酸乙酯，反應壓力為9. OMpa0
反應結束后，經過蒸餾，得到的餾分即為甲酸乙酯，重量390g。甲酸乙酯收率為80. 8%，含量大于98. 0%。實施例4:催化劑的堿金屬醇鹽選用乙醇鉀。將300g無水乙醇和6g乙醇鉀(也即摩爾比為1000 :11. 0的無水乙醇和乙醇鉀)，加入到配有電動攪拌裝置、溫度計高壓釜中，在攪拌下將反應溫度升至70°C，通入一氧化碳使其與無水乙醇反應生成甲酸乙酯，反應壓力為4. OMpa0反應結束后，經過蒸餾，得到的餾分即為甲酸乙酯，重量410g。甲酸乙酯收率為85. 0%，含量大于98. 0%。實施例5 催化劑的堿金屬醇鹽選用甲醇鎂。將300g無水乙醇和6g甲醇鎂(也即摩爾比為1000 :10. 7的無水乙醇和甲醇鎂)，加入到配有電動攪拌裝置、溫度計高壓釜中，在攪拌下將反應溫度升至50°C，通入一氧化碳使其與無水乙醇反應生成甲酸乙酯，反應壓力為9. OMpa0反應結束后，經過蒸餾，得到的餾分即為甲酸乙酯，重量410g。甲酸乙酯收率為85. 0%，含量大于98. 0%。實施例6:催化劑的堿金屬醇鹽選用乙醇鎂。將300g無水乙醇和6g乙醇鎂(也即摩爾比為1000 :8. I的無水乙醇和乙醇鎂)，加入到配有電動攪拌裝置、溫度計高壓釜中，在攪拌下將反應溫度升至50°C，通入一氧化碳使其與無水乙醇反應生成甲酸乙酯，反應壓力為10. OMpa0反應結束后，經過蒸餾，得到的餾分即為甲酸乙酯，重量410g。甲酸乙酯收率為85. 0%，含量大于98. 0%。實施例I 催化劑的堿金屬醇鹽選用甲醇鉀。將300g無水乙醇和2. 74g甲醇鉀(也即摩爾比為1000 :6.0的無水乙醇和甲醇鉀)，加入到配有電動攪拌裝置、溫度計的高壓釜中，在攪拌下將溫度升至反應溫度20°C，通入一氧化碳使其與無水乙醇反應生成甲酸乙酯，反應壓力為3. OMpa0反應結束后，經過蒸餾，得到的餾分即為甲酸乙酯，重量362g。甲酸乙酯收率為75. 1%，含量大于98. 0%。實施例8:催化劑的堿金屬醇鹽選用乙醇鎂。將300g無水乙醇和0. 75g乙醇鎂(也即摩爾比為1000 :1.0的無水乙醇和乙醇鎂)，加入到配有電動攪拌裝置、溫度計的高壓釜中，在攪拌下將溫度升至反應溫度100°c，通入一氧化碳使其與無水乙醇反應生成甲酸乙酯，反應壓力為10. OMpa0反應結束后，經過蒸餾，得到的餾分即為甲酸乙酯，重量360g。甲酸乙酯收率為74. 6%,含量大于98. 0%。實施例9 催化劑的堿金屬醇鹽選用甲醇鈉。
將300g無水乙醇和5. 28g甲醇鈉(也即摩爾比為1000 15的無水乙醇和甲醇鈉)，加入到配有電動攪拌裝置、溫度計的高壓釜中，在攪拌下將溫度升至反應溫度60°C，通入一氧化碳使其與無水乙醇反應生成甲酸乙酯，反應壓力為I. OMpa0反應結束后，經過蒸餾，得到的餾分即為甲酸乙酯，重量390g。甲酸乙酯收率為80. 8%,含量大于98. 0%。實施例10 催化劑的堿金屬醇鹽選用乙醇鈉。將300g無水乙醇和35g乙醇鈉(也即摩爾比為1000 80的無水乙醇和乙醇鈉),加入到配有電動攪拌裝置、溫度計的高壓釜中，在攪拌下將溫度升至反應溫度65°C，通入一氧化碳使其與無水乙醇反應生成甲酸乙酯，反應壓力為4. 5Mpa。反應結束后，經過蒸餾，得到的餾分即為甲酸乙酯，重量410g。·甲酸乙酯收率為85. 0%，含量大于98. 0%。本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發明精神作舉例說明。本發明所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發明的精神或者超越所附權利要求書所定義的范圍。盡管本文較多地使用了羥基化、堿金屬醇鹽、催化劑等術語，但并不排除使用其它術語的可能性。使用這些術語僅僅是為了更方便地描述和解釋本發明的本質；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本發明精神相違背的。
權利要求
1.一種甲酸乙酯的制備方法，其特征在于，在堿性催化劑作用下，用無水乙醇和一氧化碳反應制備甲酸乙酯。
2.根據權利要求I所述的甲酸乙酯的制備方法，其特征在于，所述的催化劑為堿金屬醇鹽，所述的堿金屬醇鹽為甲醇鈉、乙醇鈉、甲醇鉀、乙醇鉀、甲醇鎂或乙醇鎂中的一種或多種。
3.根據權利要求I或2所述的甲酸乙酯的制備方法，其特征在于，其中用無水乙醇和一氧化碳反應制備甲酸乙酯具體步驟為 按摩爾比為1000:1 100將無水乙醇和催化劑放入高壓釜中，并攪拌升溫； 溫度升至反應溫度后，向高壓釜內通入一氧化碳進行反應； 反應結束后，經過蒸餾，得到甲酸乙酯。
4.根據權利要求3所述的甲酸乙酯的制備方法，其特征在于，所述無水乙醇和催化劑的摩爾比為1000:6 15。
5.根據權利要求3所述的甲酸乙酯的制備方法，其特征在于，通入一氧化碳進行反應時高壓釜內的反應壓力為0. 5 10. OMPa0
6.根據權利要求5所述的甲酸乙酯的制備方法，其特征在于，通入一氧化碳進行反應時高壓釜內的反應壓力為4. 0 5. OMPa0
7.根據權利要求3所述的甲酸乙酯的制備方法，其特征在于，反應溫度為20 100°C。
8.根據權利要求7所述的甲酸乙酯的制備方法，其特征在于，反應溫度為60 70°C。
全文摘要
本發明涉及一種不會產生大量的水且不需采用硫酸作為催化劑的甲酸乙酯的制備方法，甲酸乙酯在堿性催化劑作用下，用無水乙醇和一氧化碳反應制備得到。本發明的甲酸乙酯利用該技術方案不僅可以降低設備的要求，減少原料成本，避免甲酸乙酯水解，還可提高甲酸乙酯的產率及合格率。
文檔編號C07C67/36GK102746145SQ201210251568
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月19日 優先權日2012年7月19日
發明者胡海波, 鄧一建, 黃衛國 申請人:臨海市聯盛化學有限公司