[发明专利]一种肉桂酸的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种肉桂酸的制备方法，特别涉及由1，3，3，3-四氯-3-苯基丙烷水解制备肉桂酸的方法。

背景技术

肉桂酸是一种重要的有机合成原料，被广泛应用于香料、食品、医疗、化工、饲料、粮食等领域。其工业合成方法主要有Perkin法和1，3，3，3-四氯-3-苯基丙烷水解法。

比较而言，Perkin法具有原料易得、操作简单、工艺流程短、反应温和等优点，但也存在收率低、能耗高等缺点；1，3，3，3-四氯-3-苯基丙烷水解法则具有原料廉价易得、反应条件温和、收率高、生产成本低等优点，且1，3，3，3-四氯-3-苯基丙烷水解法的主要源头原料之一是ODS物质——四氯化碳，受《蒙特利尔条约》的限制，四氯化碳作为破坏大气臭氧层的物质在2007年6月31日后已被禁止销售，但可作为原料使用。因此，1，3，3，3-四氯-3-苯基丙烷水解法生产肉桂酸不仅为四氯化碳找到了一条理想的出路，而且提高了该法生产肉桂酸的市场竞争力。

1，3，3，3-四氯-3-苯基丙烷水解法是在强酸存在的条件下，1，3，3，3-四氯-3-苯基丙烷发生水解、消去反应，得到肉桂酸的方法。水解反应的强酸包括无机酸，如：H₃PO₄，H₂SO₄；路易斯酸，如：ZnCl₂、Fe₂(SO₄)₃、FeCl₃等；有机强酸，如：CF₃COOH、HCO₂H；混合酸，如醛酸、硫酸、磷酸和阳离子交换树脂(含有磺酸基)的混合物；离子液体，如咪唑类、季胺类、吡啶类或季磷类等。

用无机酸，如硫酸作为催化剂时，反应是在常压或微负压，100～120℃下进行的，反应条件温和，但所需反应时间长达30～48h，导致生产周期长，产能低，能耗高。

用路易斯酸做催化剂时，存在催化剂用量大，收率较低的缺点。

用有机强酸做催化剂时，如三氟乙酸做催化剂时，则存在催化剂损耗大，成本高，难于产业化等缺点。

用离子液体做催化剂时，由于生成的肉桂酸在反应体系中的溶解度不大，在反应体系中存在固体，容易磨损反应器，并加剧设备腐蚀。此外，用离子酸做催化剂时，实际的反应温度高达140℃左右，因此这种方法虽然将反应时间缩短到10h左右，但能耗并没有明显降低，受设备腐蚀等综合不利因素的影响，生产成本仍过高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种反应条件温和，收率高，生产成本低，设备简单，三废产生量少的制备肉桂酸的方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种肉桂酸的制备方法，将1，3，3，3-四氯-3-苯基丙烷、质量百分浓度为95％～100％的冰醋酸、质量百分浓度为75％～98％的硫酸和催化剂，按摩尔比1∶2.5～5.5∶0.15～0.4∶0.01～0.08混合；搅拌下油浴升温至100～120℃后，向反应体系中滴加水进行水解反应，加水时间为1～2.5小时，1，3，3，3-四氯-3-苯基丙烷与加入的水的摩尔比为1∶2～4.0；加水结束后，再保温反应4～9小时，然后加入水冷却至30℃、待晶体析出过滤反应物，得到肉桂酸。

进一步地，本发明采用的催化剂为硫酸铁、氯化铁、硫酸锌、氯化锌及其水合物中的一种，如采用七水硫酸锌或水合硫酸铁为催化剂。

本发明所述的1，3，3，3-四氯-3-苯基丙烷与冰醋酸、硫酸和催化剂的摩尔比优选为1∶3～4∶0.2～0.3∶0.02～0.04。

本发明的反应温度优选为110～118℃。

本发明中1，3，3，3-四氯-3-苯基丙烷与加入的水的摩尔比优选为1∶2.5～3.0。

在反应过程中，醋酸主要起到溶剂的作用。由于反应物、催化剂与产物在醋酸中都有较好的溶解性，这一方面提高了反应物与催化剂的接触几率，提高了反应速率，另一方面也避免反应过程中生成的肉桂酸析出，避免了肉桂酸固体对反应设备的磨损，从而提高整体反应效率。本发明中1，3，3，3-四氯-3-苯基丙烷与冰醋酸的摩尔比为1∶2.5～5.5，优选1∶3～4。由于1，3，3，3-四氯-3-苯基丙烷水解制备肉桂酸是在水存在下进行的，因此醋酸的水溶液也可以用于该反应。但醋酸水溶液中水的质量百分比过高，会导致水解反应速度太慢，从而影响反应效率，因此本发明采用质量百分浓度为95％～100％的冰醋酸。