一種對叔丁基苯甲酸甲酯的合成工藝的制作方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種對叔丁基苯甲酸甲酯的合成工藝。
【背景技術】
[0002]對叔丁基苯甲酸甲醋是重要的有機合成中問體，傳統的對叔丁基甲苯的合成方法通常有兩種。一種方法是對叔丁基苯甲酸與甲醇在濃硫酸催化作用下反應生成；這種方法采用常壓加熱至回流酯化反應，雖然產率高，但有機物易失水，碳化，反應時間長，分離后處理困難，而且這種方法對環境污染，廢水排放量大，且對設備腐蝕嚴重。另一種方法通常是采用無水A1C13、FeCl3、硫酸鈦作催化劑合成對叔丁基苯甲酸甲酯；這種方法采用蒸餾分水工藝控制回流反應，轉化率高，操作簡單，但此種催化劑易水解，反應需在嚴格無水條件下進行，并且反應過程中需持續分水。
[0003]常用兩種合成對叔丁基苯甲酸甲醋的方法產生的三廢多、對設備要求高、副反應多、收率低，科研人員一直在尋找一種利用環保型的催化劑制備對叔丁墓苯甲酸甲醋的方法來解決上述問題。
【發明內容】
[0004]本發明要解決的技術問題是克服現有技術中對叔丁基苯甲酸甲酯的合成工藝產生的三廢多、對設備要求高的缺陷，提供一種條件溫和，環境友好的制作方法。
[0005]為了解決上述技術問題，本發明提供了如下的技術方案:
[0006]一種對叔丁基苯甲酸甲酯的合成工藝，包括以下幾個步驟:
[0007]I)、向裝有溫度計、分水器、回流冷凝管裝置的三口瓶中，加入2摩爾份的無水甲醇、I摩爾份的對叔丁基苯甲酸、0.5摩爾份的環己烷和催化劑，在磁力加熱攪拌器上回流反應1.5?2h ;優選的，磁力加熱攪拌器的攪拌攪拌轉速為550r/min，磁力攪拌器的加熱溫度為65°C。
[0008]2)、用旋轉蒸發器蒸除甲醇和反應生成的水，有機相減壓蒸餾收集112?114°C /1.064kPa 餾分；
[0009]3)、再向反應瓶中加入2摩爾份的無水甲醇，繼續在磁力加熱攪拌器上加熱回流反應2.0h，反應結束后，冷卻至室溫，用旋轉蒸發器蒸除甲醇和反應生成的水，有機相減壓蒸飽收集112 — 1140C /1.064kPa飽分；優選的，磁力加熱攪拌器的攪拌攪拌轉速為600r/min，磁力攪拌器的加熱溫度為65°C?70°C。
[0010]4)、再向反應瓶中加入2摩爾份的無水甲醇，在磁力加熱攪拌器上繼續加熱回流反應2.5?3.0h,反應結束后，冷卻至室溫，用旋轉蒸發器蒸除甲醇和反應生成的水，轉移至分液漏斗中，用水洗去甲苯磺酸，有機相減壓蒸餾收集112 — 114°C /1.064kPa餾分。優選的，所述磁力加熱攪拌器的攪拌攪拌轉速為600r/min，磁力攪拌器的加熱溫度為70°C?80。。。
[0011]進一步，所述催化劑為硫酸鈦和甲苯磺酸，所述硫酸鈦和甲苯磺酸的摩爾比為1:11?12，所述催化劑為I摩爾份的硫酸鈦和12摩爾份的甲苯磺酸。
[0012]進一步的，所述催化劑的添加量占無水甲醇、對叔丁基苯甲酸、環己烷和催化劑混合物總質量的12%?13%。
[0013]該發明采用甲基磺酸催化合成對叔丁基苯甲酸甲酯，這種合成工藝的收率高達92%，產物的純度為99%以上，工藝簡單、無副反應，無需帶水劑，酯化率高反應活性高，后處理簡單，廉價易得，性質溫和，副反應少的特點，不添加濃硫酸，防止設備腐蝕，大大減少了廢液的排放量，對環境保護好具有工業化應用的前景。
【具體實施方式】
[0014]以下對本發明的優選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優選實施例僅用于說明和解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0015]實施例1
[0016]一種對叔丁基苯甲酸甲酯的合成，包括以下幾個步驟:
[0017]I)、向裝有溫度計、分水器、回流冷凝管裝置的三口瓶中，加入2摩爾份的無水甲醇、I摩爾份的對叔丁基苯甲酸、0.5摩爾份的環己烷和催化劑，在磁力加熱攪拌器上回流反應1.5?2h ;磁力加熱攪拌器的攪拌攪拌轉速為550r/min，磁力攪拌器的加熱溫度為650C ;其中所述催化劑為硫酸鈦和甲苯磺酸，所述硫酸鈦和甲苯磺酸的摩爾比為1:11，所述催化劑的添加量占無水甲醇、對叔丁基苯甲酸、環己烷和催化劑混合物總質量的12%。
[0018]2)、用旋轉蒸發器蒸除甲醇和反應生成的水，有機相減壓蒸餾收集112°C /1.064kPa 餾分；
[0019]3)、再向反應瓶中加入2摩爾份的無水甲醇，繼續在磁力加熱攪拌器上加熱回流反應2.0h，反應結束后，冷卻至室溫，用旋轉蒸發器蒸除甲醇和反應生成的水，有機相減壓蒸飽收集112°C /1.064kPa飽分；優選的，磁力加熱攪拌器的攪拌攪拌轉速為600r/min，磁力攪拌器的加熱溫度為65°C。
[0020]4)、再向反應瓶中加入2摩爾份的無水甲醇，在磁力加熱攪拌器上繼續加熱回流反應2.5h，反應結束后，冷卻至室溫，用旋轉蒸發器蒸除甲醇和反應生成的水，轉移至分液漏斗中，用水洗去甲苯磺酸，有機相減壓蒸餾收集112°C /1.064kPa餾分。所述磁力加熱攪拌器的攪拌攪拌轉速為600r/min，磁力攪拌器的加熱溫度為70°C。
[0021]本實施例中對叔丁基苯甲酸甲酯的收率為85%，產物的純度多98%。
[0022]實施例2
[0023]一種對叔丁基苯甲酸甲酯的合成，包括以下幾個步驟:
[0024]I)、向裝有溫度計、分水器、回流冷凝管裝置的三口瓶中，加入2摩爾份的無水甲醇、I摩爾份的對叔丁基苯甲酸、0.5摩爾份的環己烷和催化劑，在磁力加熱攪拌器上回流反應1.5?2h ;磁力加熱攪拌器的攪拌攪拌轉速為550r/min，磁力攪拌器的加熱溫度為650C。其中所述催化劑為硫酸鈦和甲苯磺酸，所述硫酸鈦和甲苯磺酸的摩爾比為I: 12，所述催化劑的添加量占無水甲醇、對叔丁基苯甲酸、環己烷和催化劑混合物總質量的13% ;
[0025]2)、用旋轉蒸發器蒸除甲醇和反應生成的水，有機相減壓蒸餾收集113°C /1.064kPa 餾分；
[0026]3)、再向反應瓶中加入2摩爾份的無水甲醇，繼續在磁力加熱攪拌器上加熱回流反應2.0h，反應結束后，冷卻至室溫，用旋轉蒸發器蒸除甲醇和反應生成的水，有機相減壓蒸飽收集113°C /1.064kPa飽分；優選的，磁力加熱攪拌器的攪拌攪拌轉速為600r/min，磁力攪拌器的加熱溫度為68°C。
[0027]4)、再向反應瓶中加入2摩爾份的無水甲醇，在磁力加熱攪拌器上繼續加熱回流反應3.0h，反應結束后，冷卻至室溫，用旋轉蒸發器蒸除甲醇和反應生成的水，轉移至分液漏斗中，用水洗去甲苯磺酸，有機相減壓蒸餾收集113°C /1.064kPa餾分。所述磁力加熱攪拌器的攪拌攪拌轉速為600r/min，磁力攪拌器的加熱溫度為75°C。
[0028]本實施例中對叔丁基苯甲酸甲酯的收率92%，產物的純度多99%。
[0029]實施例3
[0030]一種對叔丁基苯甲酸甲酯的合成，包括以下幾個步驟:
[0031]I)、向裝有溫度計、分水器、回流冷凝管裝置的三口瓶中，加入2摩爾份的無水甲醇、I摩爾份的對叔丁基苯甲酸、0.5摩爾份的環己烷和催化劑，在磁力加熱攪拌器上回流反應1.5?2h ;磁力加熱攪拌器的攪拌攪拌轉速為550r/min，磁力攪拌器的加熱溫度為650C。其中所述催化劑為硫酸鈦和甲苯磺酸，所述硫酸鈦和甲苯磺酸的摩爾比為I: 12，所述催化劑的添加量占無水甲醇、對叔丁基苯甲酸、環己烷和催化劑混合物總質量的12%。
[0032]2)、用旋轉蒸發器蒸除甲醇和反應生成的水，有機相減壓蒸餾收集114°C /1.064kPa 餾分；
[0033]3)、再向反應瓶中加入2摩爾份的無水甲醇，繼續在磁力加熱攪拌器上加熱回流反應2.0h，反應結束后，冷卻至室溫，用旋轉蒸發器蒸除甲醇和反應生成的水，有機相減壓蒸飽收集114°C /1.064kPa1|i分；磁力加熱攪拌器的攪拌攪拌轉速為600r/min，磁力攪拌器的加熱溫度為70°C。
[0034]4)、再向反應瓶中加入2摩爾份的無水甲醇，在磁力加熱攪拌器上繼續加熱回流反應2.5?3.0h,反應結束后，冷卻至室溫，用旋轉蒸發器蒸除甲醇和反應生成的水，轉移至分液漏斗中，用水洗去甲苯磺酸，有機相減壓蒸餾收集114°C /1.064kPa餾分。所述磁力加熱攪拌器的攪拌攪拌轉速為600r/min，磁力攪拌器的加熱溫度為80°C。
[0035]本實施例中對叔丁基苯甲酸甲酯的收率為87%，產物的純度多98%。
[0036]最后應說明的是:以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，對于本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種對叔丁基苯甲酸甲酯的合成工藝，其特征在于，包括以下幾個步驟: I)、向裝有溫度計、分水器、回流冷凝管裝置的三口瓶中，加入2摩爾份的無水甲醇、I摩爾份的對叔丁基苯甲酸、0.5摩爾份的環己烷和催化劑，在磁力加熱攪拌器上回流反應1.5 ?2h ; 2 )、用旋轉蒸發器蒸除甲醇和反應生成的水，有機相減壓蒸餾收集112?114°C /1.064kPa 餾分； 3)、再向反應瓶中加入2摩爾份的無水甲醇，繼續在磁力加熱攪拌器上加熱回流反應2.0h，反應結束后，冷卻至室溫，用旋轉蒸發器蒸除甲醇和反應生成的水，有機相減壓蒸餾收集 112 ?114°C /1.064kPa 餾分； 4)、再向反應瓶中加入2摩爾份的無水甲醇，在磁力加熱攪拌器上繼續加熱回流反應2.5?3.0h，反應結束后，冷卻至室溫，用旋轉蒸發器蒸除甲醇和反應生成的水，轉移至分液漏斗中，用水洗去甲苯磺酸，有機相減壓蒸餾收集112 — 114°C /1.064kPa餾分。2.如權利要求1所述的一種對叔丁基苯甲酸甲酯的合成工藝，其特征在于，所述催化劑為硫酸鈦和甲苯磺酸，所述硫酸鈦和甲苯磺酸的摩爾比為1:11?12。3.如權利要求2所述的一種對叔丁基苯甲酸甲酯的合成工藝，其特征在于，所述催化劑為I摩爾份的硫酸鈦和12摩爾份的甲苯磺酸。4.如權利要求1所述的一種對叔丁基苯甲酸甲酯的合成工藝，其特征在于，所述催化劑的添加量占無水甲醇、對叔丁基苯甲酸、環己烷和催化劑混合物總質量的12%?13%。5.如權利要求1所述的一種對叔丁基苯甲酸甲酯的合成工藝，其特征在于，所述步驟I)中磁力加熱攪拌器的攪拌攪拌轉速為550r/min，磁力攪拌器的加熱溫度為65°C。6.如權利要求1所述的一種對叔丁基苯甲酸甲酯的合成工藝，其特征在于，所述步驟3)中磁力加熱攪拌器的攪拌攪拌轉速為600r/min，磁力攪拌器的加熱溫度為65°C?70°C。7.如權利要求1所述的一種對叔丁基苯甲酸甲酯的合成工藝，其特征在于，所述步驟4)中磁力加熱攪拌器的攪拌攪拌轉速為600r/min，磁力攪拌器的加熱溫度為70°C?80°C。
【專利摘要】本發明公開了一種對叔丁基苯甲酸甲酯的合成工藝，該工藝以硫酸鈦和甲苯磺酸為催化劑，所述硫酸鈦和甲苯磺酸的摩爾比為1:11～12，催化劑的添加量占無水甲醇、對叔丁基苯甲酸、環己烷和催化劑混合物總質量的12％～13％。這種合成工藝的收率高達92％,產物的純度為99％以上，工藝簡單、無副反應，無需帶水劑，酯化率高反應活性高，后處理簡單，廉價易得，性質溫和，副反應少的特點，不添加濃硫酸，防止設備腐蝕，大大減少了廢液的排放量，對環境保護好具有工業化應用的前景。
【IPC分類】C07C69/76, C07C67/08
【公開號】CN104926647
【申請號】CN201510291795
【發明人】劉忠春
【申請人】江西亨通科技發展有限公司
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年6月1日