一種以強酸性陽離子交換樹脂為催化劑催化合成l-(+)-酒石酸二乙酯的制備工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及香料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種以強酸性陽離子交換樹脂為催化劑催化合成 L- (+)-酒石酸二乙酯的制備工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 香精香料工業(yè)的發(fā)展依賴于持續(xù)不斷發(fā)現(xiàn)的新的優(yōu)質(zhì)香原料并對其制備工藝進 行改進。L-(+)_酒石酸二乙酯是一種無色或淡黃色油狀粘稠液體，呈微弱葡萄酒香氣。主要 用于手性藥物及不對稱催化領(lǐng)域，并是GB2760-1996規(guī)定允許使用的食用香料。L-( + )_酒 石酸二乙工業(yè)上常規(guī)的合成方法是在濃H2S04催化下由L- ( + )-酒石酸和乙醇利用CC14 酯化脫水而成。由于濃H2S04的強腐蝕性、易引起副反應(yīng)，且有機溶劑嚴重污染環(huán)境。王國 勝、寧志高等人在專利CN200710011923. 7中提出用硼酸替代濃H2S04催化制得產(chǎn)品，但酯 化反應(yīng)結(jié)束后洗掉催化劑時，催化劑和水一起被洗出時依然會形成大量的廢酸、廢水，而且 溶劑回收同樣會污染環(huán)境。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，提供一種以強酸性陽離子交換樹脂 為催化劑催化合成L- (+)-酒石酸二乙酯的制備工藝，能夠提高L- (+)-酒石酸二乙酯的 收率，工藝簡單，操作方便，不涉及使用強酸性液體催化及溶劑回收等問題，整個工藝過程 清潔環(huán)保，不會產(chǎn)生廢酸、廢水、廢氣，幾乎對環(huán)境不造成污染，且回收乙醇和催化劑均可重 復(fù)使用。
[0004] 本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)。
[0005] 一種以強酸性陽離子交換樹脂為催化劑催化合成L- ( + )-酒石酸二乙酯的制備工 藝，包括以下步驟： 步驟（1):將L- ( + )-酒石酸、無水乙醇、催化劑加入到反應(yīng)容器中，攪拌加熱反應(yīng)； 步驟（2):反應(yīng)完成后，將反應(yīng)物降溫至室溫后，過濾得到濾液，回收催化劑，所述催化 劑為強酸性陽離子交換樹脂； 步驟（3):濾液直接蒸餾制得無色透明液體L- ( + )-酒石酸二乙酯。減壓蒸餾參數(shù)為 118-120〇C/66. 7Pa〇
[0006] 本發(fā)明L-( + )-酒石酸二乙酯的制備原理如下： 下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步的說明： 以下實施例中，如無特別說明，所用物質(zhì)均為市售產(chǎn)品。目標產(chǎn)物L(fēng)-( + )_酒石酸二乙 酯，其結(jié)構(gòu)式為：
[0007] 其中，所述步驟（1)中，L- ( + )-酒石酸和所述無水乙醇的質(zhì)量比為1:1_10。
[0008] 其中，所述步驟（1)中，L-( + )-酒石酸和所述催化劑的質(zhì)量比為1:0. 1-0.6。
[0009] 其中，所述步驟（1)中，加熱反應(yīng)溫度為55-100°C。
[0010] 其中，所述步驟（1)中，加熱反應(yīng)溫度為70-80°C。
[0011] 其中，所述步驟（1)中，反應(yīng)時間為8-24小時。
[0012] 其中，所述步驟（1)中，反應(yīng)時間為12-16小時。
[0013] 其中，所述步驟（2)中，強酸性陽離子交換樹脂為DOWEXDR2030陽離子交換樹脂 或牌號為NKC-9或D072陽離子交換樹脂。
[0014]其中，步驟（2)中，所述強酸性陽離子交換樹脂以及未反應(yīng)乙醇可回收重復(fù)利用。
[0015] 其中，所述強酸性陽離子交換樹脂的粒度為0.4-1. 25mm彡95%，全交換量* (a)彡4. 7 (b)彡1. 5,磨后圓球率彡90%。
[0016] 其中，所述步驟（1)中，反應(yīng)容器為裝有攪拌器、冷凝管、溫度計的三口燒瓶。
[0017] 其中，所述步驟（1)中，無水乙醇的質(zhì)量分數(shù)是多99. 7%，本發(fā)明選用的無水乙醇 中含水量較低，最大限度保證其催化劑活性，催化效果，制得的L- ( + )-酒石酸二乙酯得率 尚。
[0018] 本發(fā)明的有益效果： (1)本發(fā)明采用L-( + )_酒石酸和無水乙醇在強酸性陽離子交換樹脂催化下直接反應(yīng)， 無水乙醇同時可以充當(dāng)溶劑使用，當(dāng)反應(yīng)溫度升高超過50°C后即可將L- ( + )_酒石酸全部 溶解，該反應(yīng)收率高達98%。
[0019] (2)本發(fā)明所使用的強酸性陽離子交換樹脂(外觀：駝褐色球狀顆粒，粒度： 0.4-1. 25mm彡95%，全交換量* (a)彡4.7 (b)彡1.5,磨后圓球率（%)彡90)具有交換容 量高，顆粒均勻，耐磨性能好等優(yōu)點，作為酯類催化劑使用，具有優(yōu)良的反應(yīng)活性及選擇性， 同時，催化劑可循環(huán)使用，循環(huán)使用時間大于200小時，節(jié)約資源及成本。
[0020] (3)本發(fā)明工藝簡單，操作方便，原材料利用率高。
[0021] (4)本發(fā)明工藝環(huán)保，不產(chǎn)生"三廢"，無需進行廢酸、廢水處理本發(fā)明所用過量無 水乙醇回收后經(jīng)無水氯化鈣干燥除水后可重復(fù)使用。
【具體實施方式】
[0022] 為便于更好地理解本發(fā)明，通過以下實例加以說明。這些實例屬于本發(fā)明的保護 范圍，但不限制本發(fā)明的保護范圍。
[0023] 實施例1 將3.OKgL- ( + )-酒石酸、15.OKg乙醇、0. 9KgDOWEXDR2030型強酸性陽離子交換 樹脂依次加入到帶有攪拌器、冷凝管和溫度計的三口燒瓶中，開動攪拌，反應(yīng)溫度為78°C， 反應(yīng)時間為18小時，反應(yīng)完畢將反應(yīng)體系降溫至室溫，過濾回收催化劑，常壓蒸餾除去未 反應(yīng)的乙醇，減壓蒸餾（b.p. :118°C/66.7Pa)得到無色透明液體L- ( + )-酒石酸二乙酯產(chǎn) 品 2. 95Kg。
[0024] 實施例2 將3.OKgL- ( + )-酒石酸、15.OKg乙醇、0. 6KgDOWEXDR2030型強酸性陽離子交換 樹脂依次加入到帶有攪拌器、冷凝管和溫度計的三口燒瓶中，開動攪拌，反應(yīng)溫度為78°C， 反應(yīng)時間為18小時，反應(yīng)完畢將反應(yīng)體系降溫至室溫，過濾回收催化劑，常壓蒸餾除去未 反應(yīng)的乙醇，減壓蒸餾（b.p. :119°C/66.7Pa)得到無色透明液體L- ( + )-酒石酸二乙酯產(chǎn) 品 2. 68Kg。
[0025] 實施例3 將3.OKgL- ( + )-酒石酸、15.OKg乙醇、0. 9KgDOWEXDR2030型強酸性陽離子交換 樹脂依次加入到帶有攪拌器、冷凝管和溫度計的三口燒瓶中，開動攪拌，反應(yīng)溫度為78°C， 反應(yīng)時間為12小時，反應(yīng)完畢將反應(yīng)體系降溫至室溫，過濾回收催化劑，常壓蒸餾除去未 反應(yīng)的乙醇，減壓蒸餾（b.p. :120°C/66.7Pa)得到無色透明液體L- ( + )-酒石酸二乙酯產(chǎn) 品 2. 44Kg。
[0026] 實施例4 將3.OKgL- ( + )-酒石酸、15.OKg乙醇、0. 9KgDOWEXDR2030型強酸性陽離子交換 樹脂依次加入到帶有攪拌器、冷凝管和溫度計的三口燒瓶中，開動攪拌，反應(yīng)溫度為60°C， 反應(yīng)時間為18小時，反應(yīng)完畢將反應(yīng)體系降溫至室溫，過濾回收催化劑，常壓蒸餾除去未 反應(yīng)的乙醇，減壓蒸餾（b.p. :118°C/66.7Pa)得到無色透明液體L- ( + )-酒石酸二乙酯產(chǎn) 品 2. 15Kg。
[0027] 實施例5 將3.OKgL- ( + )-酒石酸、9.OKg乙醇、0.9KgDOWEXDR2030型強酸性陽離子交換樹 脂依次加入到帶有攪拌器、冷凝管和溫度計的三口燒瓶中，開動攪拌，反應(yīng)溫度為78°C，反 應(yīng)時間為18小時，反應(yīng)完畢將反應(yīng)體系降溫至室溫，過濾回收催化劑，常壓蒸餾除去未反 應(yīng)的乙醇，減壓蒸餾（b.p. : 120°C/66. 7Pa)得到無色透明液體L- ( + )-酒石酸二乙酯產(chǎn) 品 2. 41Kg。
[0028] 最后應(yīng)當(dāng)說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對本發(fā)明保 護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明作了詳細地說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng) 當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實 質(zhì)和范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種以強酸性陽離子交換樹脂為催化劑催化合成L- ( + )-酒石酸二乙酯的制備工 藝，其特征在于：包括以下步驟： 步驟（1):將L- ( + )-酒石酸、無水乙醇、催化劑加入到反應(yīng)容器中，攪拌加熱反應(yīng)； 步驟（2 ):反應(yīng)完成后，將反應(yīng)物降溫至室溫后，過濾回收催化劑，所述催化劑為強酸性 陽離子交換樹脂； 步驟（3):濾液直接蒸餾制得無色透明液體L- ( + )-酒石酸二乙酯。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以強酸性陽離子交換樹脂為催化劑催化合成L-( + )_酒 石酸二乙酯的制備工藝，其特征在于：所述步驟（1)中，L- ( + )-酒石酸和所述無水乙醇的 質(zhì)量比為1 :1_1〇。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以強酸性陽離子交換樹脂為催化劑催化合成L-( + )_酒 石酸二乙酯的制備工藝，其特征在于：所述步驟（1)中，L- ( + )-酒石酸和所述催化劑的質(zhì) 量比為 1 :〇. 1-0. 6。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以強酸性陽離子交換樹脂為催化劑催化合成L-( + )_酒 石酸二乙酯的制備工藝，其特征在于：所述步驟（1)中，加熱反應(yīng)溫度為55-KKTC。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種以強酸性陽離子交換樹脂為催化劑催化合成L-( + )_酒 石酸二乙酯的制備工藝，其特征在于：所述步驟（1)中，加熱反應(yīng)溫度為70-80°C。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以強酸性陽離子交換樹脂為催化劑催化合成L-( + )_酒 石酸二乙酯的制備工藝，其特征在于：所述步驟（1)中，反應(yīng)時間為8-24小時。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種以強酸性陽離子交換樹脂為催化劑催化合成L-( + )_酒 石酸二乙酯的制備工藝，其特征在于：所述步驟（1)中，反應(yīng)時間為12-16小時。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以強酸性陽離子交換樹脂為催化劑催化合成L-( + )_酒 石酸二乙酯的制備工藝，其特征在于：所述步驟（2)中，強酸性陽離子交換樹脂為DOWEXDR 2030陽離子交換樹脂或牌號為NKC-9或D072陽離子交換樹脂。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以強酸性陽離子交換樹脂為催化劑催化合成L-( + )_酒 石酸二乙酯的制備工藝，其特征在于：步驟（2)中，所述強酸性陽離子交換樹脂的粒度為 0.4-1. 25mm，全交換量* (a)彡4.7 (b)彡1.5,磨后圓球率彡90%。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以強酸性陽離子交換樹脂為催化劑催化合成L-( + )_酒 石酸二乙酯的制備工藝，其特征在于：所述步驟（1)中，反應(yīng)容器為裝有攪拌器、冷凝管、溫 度計的三口燒瓶。
【專利摘要】本發(fā)明涉及香料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種以強酸性陽離子交換樹脂為催化劑催化合成L-（+）-酒石酸二乙酯的制備工藝，包括以下步驟：將L-（+）-酒石酸、無水乙醇、催化劑加入到反應(yīng)容器中，攪拌加熱反應(yīng)；反應(yīng)完成后，將反應(yīng)物降溫至室溫后，過濾回收催化劑，所述催化劑為強酸性陽離子交換樹脂；濾液直接蒸餾制得無色透明液體L-（+）-酒石酸二乙酯。本發(fā)明能夠提高L-（+）-酒石酸二乙酯的收率，工藝簡單，操作方便，不涉及使用強酸性液體催化及溶劑回收等問題，整個工藝過程清潔環(huán)保，不會產(chǎn)生廢酸、廢水、廢氣，幾乎對環(huán)境不造成污染，且回收乙醇和催化劑均可重復(fù)使用。
【IPC分類】C07C69/70, C07C67/08
【公開號】CN104926658
【申請?zhí)枴緾N201510215154
【發(fā)明人】馬洪亮, 李銳, 吳奇林, 姜興濤
【申請人】東莞波頓香料有限公司
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年4月30日