[发明专利]一种基于氯化胆碱类低共熔溶剂催化合成肉桂酸正丙酯的方法

说明书

一种基于氯化胆碱类低共熔溶剂催化合成肉桂酸正丙酯的方法。本发明公开了一种基于低共熔溶剂催化合成肉桂酸正丙酯的方法，即以低共熔溶剂氯化胆碱‑对甲苯磺酸一水合物（ChCl‑PTSA）为催化剂和溶剂，肉桂酸与丙醇为原料进行酯化反应，并经相分离、常压蒸馏和减压蒸馏等工艺获得肉桂酸正丙酯。本发明运用的低共熔溶剂在有机合成领域不仅可以作为反应的溶剂，而且可以作为催化剂参加化学反应，与传统硫酸等催化剂相比具有环保无污染、易与产物分离、可循环使用等优点，在降低生产成本的同时，也符合绿色合成工艺的要求。

技术领域

本发明属于有机合成领域，涉及一种催化合成肉桂酸正丙酯香料的方法，具体涉及一种采用氯化胆碱类的低共熔溶剂催化合成肉桂酸正丙酯的方法。

背景技术

肉桂酸正丙酯具有桃杏风味，酒样的香气，在食用香精和日化香精中被广泛使用，是一种具有广阔前景的合成香料。肉桂酸正丙酯存在于天然苏合精、皂用香精以及东方型花香香精中，常常被用作香精的定香剂，也被用于调合香紫苏油、柑桔精等。肉桂酸正丙酯也可用作抑菌剂，对铜绿假单胞菌、金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌有一定的抑制作用（河南农业科学, 2013, 42(11): 158-160）。

肉桂酸酯是在酸性催化剂催化下，肉桂酸与有机醇经过酯化反应生成的。肉桂酸酯化反应是一类典型的酸催化可逆亲核取代反应。在肉桂酸丙酯合成反应中催化剂起了十分重要的作用，传统合成方法采用的催化剂是浓硫酸或者浓盐酸，其优点是催化剂便宜易得，但也存对反应设备腐蚀严重，伴随较多的副反应，对环境的污染较大等缺点。基于此人们不断探索开发新的催化剂以寻求更加绿色环保的工艺过程。文瑞明等（合成化学, 2001，9(03): 269）以硫酸铁铵为催化剂合成肉桂酸系列酯，操作方便，反应温和，不腐蚀设备，但醇的用量大，反应时间长；Wang等（Bioresource Technology, 2015, 198: 256）采用脂肪酶TLIM催化肉桂酸与乙醇酯化合成肉桂酸乙酯，通过使用异辛烷作为反应介质能获得较高产率，然而，酶的工业应用通常因其储存耐久性差、难以回收和缺乏可重复使用性而受到阻碍；黄艳仙（应用化工, 2012, 41(1): 89）以酸性离子液体[Hmim]HSO₄为催化剂，催化合成肉桂酸正丙酯，考察了酸醇物质的量比、反应时间、离子液体用量等因素对反应的影响，获得了较高的产率，并且离子液体在重复使用5次后，其催化活性基本不变，但是此方法催化剂制备过程复杂，且离子液体价格昂贵，不利于其工业化应用。

低共熔溶剂是指由一定化学计量比的氢键受体如季铵盐和氢键供体如酰胺、羧酸和多元醇等组成的低共熔混合物，其特点是低共熔溶剂的熔点要显著低于各个组分纯物质的熔点。低共熔溶剂有着较为独特的物理化学性质，并且可以通过调节组分的组成和配比来调节其性能，达到不同的目的（Tetrahedron Lett. 2012, 53: 5151）。作为一种新型的绿色溶剂，低共熔溶剂越来越成为人们研究的热点，其在电化学、化学反应、分离过程、有机合成、气体吸收以及功能材料方面的应用正受到世界各国的广泛关注，并不断取得了新的成果。

本发明提出将低共熔溶剂氯化胆碱-对甲苯磺酸一水合物作为肉桂酸正丙酯合成反应过程的催化剂与溶剂，其制备方法简单，对设备腐蚀性小，易回收、能够进行循环使用，展现出了其工业化应用潜能。总而言之本发明符合绿色环保和人类可持续发展的要求，具有工业化应用前景。

发明内容

本发明的目的是针对肉桂酸正丙酯合成工艺的不足，提供一种基于低共熔溶剂催化合成肉桂酸丙酯的方法。本方法在反应过程中无需额外加入其他有机溶剂，催化剂制备方法简单，反应设备操作简单，在一定反应工艺条件下肉桂酸正丙酯能获得较高的收率。

本发明的方法包括如下步骤：