[发明专利]利用大孔强酸性阳离子交换树脂催化合成棕榈酸乙酯的方法

说明书

技术领域

本发明属于有机化工合成领域，涉及一种有机化工原料棕榈酸乙酯的制备方法，具体涉及一种利用大孔强酸性阳离子交换树脂催化合成棕榈酸乙酯的方法。

背景技术

棕榈酸乙酯是由棕榈酸与无水乙醇经酯化反应制得的一种无色针状结晶，可用作软化剂、润滑剂，也是合成蔗糖酯及蔗糖多酯的重要原料。此外，棕榈酸乙酯还可用作防治果树、蔬菜等经济作物的植物杀螨剂（申请号：CN200910180615.6；公开号：CN101692811A）和松材线虫病防治制剂（申请号：CN201010198691.2；公开号：CN101849539A）。目前高级脂肪酸酯的合成基本上都使用以浓硫酸为代表的无机酸为催化剂。浓硫酸等无机酸作催化剂虽然活性高、价廉，但存在选择性差、副产品多、产物分离困难、产品质量差、设备腐蚀严重，同时产生大量酸性废水、污染环境等缺点。

针对无机酸的强腐蚀性和污染环境等缺点，许多绿色环保型催化剂应运而生，如超细固体超强酸SO₄ ^2-/ZrO₂和纳米级固体超强酸SO₄ ^2-/TiO₂等固体酸催化剂。虽然这类催化剂具有选择性高、催化活性好的优点，但是也存在制备过程复杂、成本高等问题。

强酸性阳离子交换树脂是一种性能稳定的固相催化剂，在工业上是一种易得的产品，已经大批生产和应用，具有易保管、运输与使用，不腐蚀反应设备，不产生环境污染，可重复使用与再生等诸多优点，是一种理想的环境友好催化剂。NKC-9树脂为大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂，具有Styrene-DVB树脂结构，功能基团为磺酸基，为干氢型大孔催化树脂，主要用作有机反应催化剂。但是，目前还没其用于合成棕榈酸乙酯的相关报道文献。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种利用大孔强酸性阳离子交换树脂催化合成棕榈酸乙酯的方法。

本发明合成棕榈酸乙酯的方法，是以强酸性阳离子交换树脂——NKC-9大孔干氢催化树脂作催化剂，环己烷作带水剂，使棕榈酸与无水乙醇1:1.5~1:3的摩尔比，于65℃~80℃搅拌回流至不再有水生成；反应后含树脂的溶液经过滤、环己烷洗涤、分离回收催化剂后，再经常压蒸馏（在80℃~90℃温度下）除去过量的乙醇和环己烷，然后经减压蒸馏（温度65℃~80℃，压力1.33 kPa~2.67 kPa），干燥，得到棕榈酸乙酯。

其反应过程如下式所示：

CH₃CH₂OH + CH₃(CH₂) ₁₄COOH → CH₃(CH₂)₁₄COCH₂CH₃ + H₂O

所述强酸性阳离子交换树脂的用量为棕榈酸质量的50%~70%。

所述环己烷的用量为棕榈酸摩尔量的50%~60% 。

本发明制备棕榈酸乙酯的方法与现有技术相比具有以下优点：

1、反应条件温和，催化剂对设备无腐蚀性，无废酸排放，无污染，环境友好。

2、强酸性阳离子交换树脂的催化活性高，经回收活化后可重复使用，降低催化剂生产成本。

3、合成路线具有工艺简单，产率高，符合绿色合成工艺要求。

附图说明

图1为本发明制备的产物棕榈酸乙酯的离子流图谱；

图2为本发明制备的产物棕榈酸乙酯的质谱鉴定图。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明棕榈酸乙酯的制备方法进行进一步说明。

实施例1：在100 ml圆底烧瓶中，加入10.26 g（40 mmol）棕榈酸，3.50 ml（60 mmol）无水乙醇，2.17 ml（20 mmol）环己烷，5.13 g NKC-9大孔干氢催化树脂，在65℃、搅拌状态下加热至回流，分水器中不断有水分出；至不再分出水时停止反应；反应溶液经过滤后分离出树脂，用环己烷洗涤树脂（10 ml洗涤2次），分离回收树脂，洗涤液与滤液合并待分离；在80℃~90℃下常压蒸馏反应液，蒸出过量的乙醇和环己烷（乙醇和环己烷可进一步回收循环利用），所得反应液再在65℃~67℃，压力1.33 kPa~1.35 kPa下减压蒸馏，收集馏分，产率为92 %；馏分干燥后经GC-MS鉴定为棕榈酸乙酯。