[发明专利]一种丁醛乙二醇缩醛的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种丁醛乙二醇缩醛的制备方法。

背景技术

丁醛乙二醇缩醛是性质较稳定的无色液体，具有新鲜的果香香气，而且也常作为有机合成的中间体。广泛应用于食品、酒类、饮料和化妆品等生产中，是近20年来研究开发的新产品。

丁醛乙二醇编醛类香料传统的合成方法是用无机酸(如浓硫酸等)或有机酸(如对甲苯磺酸等)催化下由醛和醇类直接缩合而得。但该方法副反应多，收率不高，产品色泽较深，设备腐蚀严重，后处理复杂，同时产生大量的废酸，造成环境污染等缺点。

因此，科研工作者正努力寻找对环境友好的绿色催化剂来取代浓硫酸，国内对替代浓硫酸催化剂进行大量的研究，主要集中在固体酸方面。本发明采用自制的固体超强酸SO₄^-/Fe₃O₄-Al₂O₃-ZnO，催化合成丁醛乙二醇缩醛，缩醛收率可达95％以上。

发明内容

本发明的目的是提供一种丁醛乙二醇缩醛的制备方法。

丁醛乙二醇缩醛的制备方法包括以下步骤：

在装有分水器、回流冷凝管、温度计的三口烧瓶中，依次加入丁醛、乙二醇，催化剂和带水剂环己烷。加热回流搅拌至无水分离出来。反应结束后，待反应物冷却至室温后，过滤除去催化剂。分离出粗产物，依次用水、饱和食盐水洗涤，用无水硫酸镁干燥。在常压下蒸馏，收集130～134℃馏分，得无色透明液体具有果香味的丁醛乙二醇缩醛。

其中所用原料用量为乙二醇用量为丁醛摩尔数的1～2倍，催化剂用量为丁醛质量的5～20％，环己烷用量为丁醛质量的1～3倍。

催化剂为固体超强酸SO₄^-/Fe₃O₄-Al₂O₃-ZnO；

催化剂制备方法为：将硝酸铁、氯化铝、氯化锌溶于无水乙醇中，搅拌一段时间，在室温及搅拌条件下，滴加一定量的冰醋酸，加完后继续搅拌，得到近乎透明溶液，在强烈搅拌下加入过硫酸铵溶液，继续搅拌，混合溶液置于70℃水浴中进行溶胶-凝胶转化，待凝胶老化后，放于干燥箱70～90℃干燥16～32h，得干凝胶。碾碎后300～600℃焙烧1～6h即得所需固体酸催化剂样品。

本发明的有益效果在于：工艺简单，收率高。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做详细的说明

实施例1

催化剂为固体超强酸SO₄^-/Fe₃O₄-Al₂O₃-ZnO；

将硝酸铁20g、氯化铝15g、氯化锌10g溶于200g无水乙醇中，搅拌2小时，在室温及搅拌条件下，滴加50ml冰醋酸，加完后继续搅拌，得到近乎透明溶液，在强烈搅拌下加入50ml过硫酸铵溶液，继续搅拌，混合溶液置于70℃水浴中进行溶胶-凝胶转化，待凝胶老化后，放于干燥箱70℃干燥16h，得干凝胶。碾碎后300℃焙烧6h即得所需固体酸催化剂样品。

制备丁醛乙二醇缩醛

在装有分水器、回流冷凝管、温度计的三口烧瓶中，依次加入丁醛72g、乙二醇93g，催化剂3.6g和带水剂环己烷72g。加热回流搅拌至无水分离出来。反应结束后，待反应物冷却至室温后，过滤除去催化剂。分离出粗产物，依次用水、饱和食盐水洗涤，用无水硫酸镁干燥。在常压下蒸馏，收集130～134℃馏分，得无色透明液体具有果香味的丁醛乙二醇缩醛，收率95.3％。

实施例2

催化剂为固体超强酸SO₄^-/Fe₃O₄-Al₂O₃-ZnO

将硝酸铁20g、氯化铝10g、氯化锌5g溶于200g无水乙醇中，搅拌1小时，在室温及搅拌条件下，滴加60ml冰醋酸，加完后继续搅拌，得到近乎透明溶液，在强烈搅拌下加入50ml过硫酸铵溶液，继续搅拌，混合溶液置于70℃水浴中进行溶胶-凝胶转化，待凝胶老化后，放于干燥箱90℃干燥24h，得干凝胶。碾碎后600℃焙烧2h即得所需固体酸催化剂样品。

制备丁醛乙二醇缩醛

在装有分水器、回流冷凝管、温度计的三口烧瓶中，依次加入丁醛72g、乙二醇124g，催化剂14.4g和带水剂环己烷216g。加热回流搅拌至无水分离出来。反应结束后，待反应物冷却至室温后，过滤除去催化剂。分离出粗产物，依次用水、饱和食盐水洗涤，用无水硫酸镁干燥。在常压下蒸馏，收集130～134℃馏分，得无色透明液体具有果香味的丁醛乙二醇缩醛，收率95.8％。