[发明专利]一种C21-38饱和脂环族二元酸或酯的制备方法和用途

摘要

本发明提供了一种C21-38饱和脂环族二元酸或酯的制备方法和应用，包括制备不饱和脂环族二元酸或酯，制备饱和脂环族二元酸或酯，利用饱和脂环族二元酸制备饱和脂环族二元酸的酰氯，利用饱和脂环族二元酰氯制备饱和脂环族二元酯，利用饱和脂环族二元酯制备对应的酸和利用饱和脂环族二元酯酯交换制备其它饱和脂环族二元酯。通过上述方法制备的C21-38饱和脂环族二元酸或酯用作增塑剂、油品添加剂、制备异氰酸酯和硼酸酯的原料。本发明采用从蓖麻油中提炼出来的酸或酯为基础原料，生产原料易得,成本低廉,制备的C21-38饱和脂环族二元酸或酯构型单一，副反应少，产物收率高，并且该制备方法条件温和，非常利于工业推广应用。

主权项

1.一种C_21-38饱和脂环族二元酸或酯的制备方法，所述的C_21-38饱和脂环族二元酸或酯的结构通式如式Ⅰ所示：（式Ⅰ）式中，R₁、R₂、R₃为H原子或甲基，R₄、R₅为H原子或C_1-8的直链或支链烷基；其特征在于，该制备方法具体按照以下步骤进行：步骤一，加成反应制备不饱和脂环族二元酸或酯：在压力釜中，由脱水蓖麻油酸酯与一种含双键的脂肪酸酯发生Diels—Alder反应生成不饱和脂环族二元酯的粗品，减压蒸馏得纯品；由脱水蓖麻油酸与一种含双键的脂肪酸发生Diels—Alder反应生成不饱和脂环族二元酸的粗品，减压蒸馏得纯品；将制得的不饱和脂环族二元酯的粗品用质量分数为10%的氢氧化钠溶液在80～90℃加热回流4小时，采用质量分数为10～15%的盐酸酸化，得到对应的不饱和脂环族二元酸，减压蒸馏得纯品，反应过程式Ⅱ所示：(式II)式中，R₁、R₂、R₃为H原子或甲基，R₄、R₅为H原子或C_1-8的直链或支链烷基；其中：反应温度为160～180℃，反应压力为常压～0.5MPa，反应在惰性气体氮气的保护下进行，反应时间为2～6小时；步骤二，催化加氢反应制备饱和脂环族二元酸或酯：在另一个压力反应釜中，将步骤一反应生成的不饱和脂环族二元酸或酯溶液经过催化加氢得到饱和脂环族二元酸或酯，其反应通式如式III所示：(式III)式中，R₁、R₂、R₃为H原子或甲基，R₄、R₅为H原子或C_1-8的直链或支链烷基，其中：反应温度为160～170℃，氢气压力为1.5～2.0MPa，反应时间为6～8小时，催化剂为镍或铂族金属催化剂；步骤三，酰氯化反应制备饱和脂环族二元酸的酰氯：将步骤二制备得到的饱和脂环族二元酸溶解于溶剂中，在40℃以下滴加酰氯化剂，加完后室温搅拌2小时，然后再加热至回流温度回流4小时，反应完成后改回流装置为蒸馏装置，除去体系中的溶剂和易挥发物质，得到饱和脂环族二元酰氯；步骤四，酯化反应制备饱和脂环族二元酯：多颈瓶中先加入醇，常温下再向多颈瓶中加入步骤三得到的饱和脂环族二元酰氯，然后加热至回流温度，进行酯化反应，反应过程中将尾气管接入碱液吸收系统吸收生成的HCl，得到对应的饱和脂环族二元酯，减压蒸馏得纯品，其中，1mol饱和脂环族二元酰氯对应的醇的用量为2mol以上；步骤五，酯水解反应制备对应的酸：将步骤二中得到的饱和脂环族二元酯在酸性或碱性体系中加热水解，水解完成后调节至中性，静置分去水层，加热脱水得到对应的酸；步骤六，酯交换反应制备饱和脂环族二元酯：将步骤二或步骤四中得到的饱和脂环族二元酯在酸性或碱性体系中在常温下加入醇，加热至回流温度进行酯交换反应生成对应的饱和脂环族二元酯，酯交换反应的溶剂为对应的醇。