一種以甘油合成碳酸甘油酯的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種碳酸甘油的制備方法,尤其涉及一種以甘油合成碳酸甘油酯的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]碳酸甘油是一種重要的新型化工產(chǎn)品,可作為高極性溶劑或高聚物中間體,通過(guò)與對(duì)應(yīng)的酸、酯或酸的衍生物發(fā)生酯交換反應(yīng)制備其他環(huán)狀碳酸酯,碳酸甘油能與氧、氮、硫等親核試劑進(jìn)行親核取代,可以用做制備縮水甘油的原料,還可以用做生物溶劑、聚氨酯涂料等重要組分以及應(yīng)用于化妝品;領(lǐng)域等,由于碳酸甘油酯毒性小、不揮發(fā)、可生物降解、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn),因此在將來(lái)具有廣泛的應(yīng)用前景。
[0003]美國(guó)專(zhuān)利USP2446145提到以甘油為原料,與光氣反應(yīng)制備碳酸甘油酯,但這種方法應(yīng)用的原料光氣為劇毒物質(zhì),且反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的大量氯化氫容易造成環(huán)境污染。此外也有以甘油和二甲酯為原料,固體堿氧化鈣、氫氧化鈣為催化劑制備碳酸甘油酯等,都存在著成本較高、反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)、活性不高的不足之處。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明就是針對(duì)上述問(wèn)題,提出一種以甘油合成碳酸甘油酯的方法,該方法合成碳酸甘油酯成本較低、反應(yīng)時(shí)間短,且活性較高。
[0005]為達(dá)到上述技術(shù)目的,本發(fā)明采用了一種以甘油合成碳酸甘油酯的方法,主要以碳酸乙烯酯、尿素和甘油為原料,以路易斯鹽和硫酸鋅為催化劑,制備方式具體如下:
[0006](I)將碳酸乙烯酯、尿素和甘油加入配有冷凝管、攪拌器、溫度計(jì)以及節(jié)點(diǎn)溫度計(jì)的四口瓶中,先加熱至110°C熔化物料,真空度為0.2KPa ;
[0007](2)高速攪拌下,反應(yīng)8-9個(gè)小時(shí),反應(yīng)溫度為180_190°C,產(chǎn)物經(jīng)真空抽濾除去少量固定雜質(zhì)得到粗碳酸甘油酯;
[0008](3)粗碳酸甘油酯通過(guò)減壓蒸餾的方法除去甘油,得到純度較高的甘酸甘油酯;
[0009](4)反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的氨氣通過(guò)熱的還原性鐵粉去除,以提高甘油的轉(zhuǎn)化率;
[0010]所述的碳酸乙烯酯、尿素和甘油的用量為:甘油1.5-1.7摩爾、尿素1.5-1.8摩爾、碳酸乙烯酯1.8-1.9摩爾。
[0011]本發(fā)明以甘油合成碳酸甘油酯的方法,反應(yīng)過(guò)程中無(wú)須加入其他溶劑,氨氣去除徹底,提高了甘油的轉(zhuǎn)化率;反應(yīng)原料無(wú)毒,廉價(jià)易得成本低,甘油轉(zhuǎn)化率高,雜質(zhì)少,工藝簡(jiǎn)單,后續(xù)分離純化也較為容易。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面采用【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)地說(shuō)明。
[0013]取碳酸乙烯酯30g、尿素60g和甘油32g加入配有冷凝管、攪拌器、溫度計(jì)以及節(jié)點(diǎn)溫度計(jì)的四口瓶中,先加熱至110°C熔化物料,真空度為0.2KPa ;高速攪拌下,反應(yīng)8_9個(gè)小時(shí),反應(yīng)溫度為180-190°C,產(chǎn)物經(jīng)真空抽濾除去少量固定雜質(zhì)得到粗碳酸甘油酯;粗碳酸甘油酯通過(guò)減壓蒸餾的方法除去甘油,得到甘酸甘油酯105g;碳酸甘油酯收率75%,氣象色譜圖結(jié)果顯示,碳酸甘油酯純度為93%。
[0014]取碳酸乙烯酯70g、尿素120g和甘油66g加入配有冷凝管、攪拌器、溫度計(jì)以及節(jié)點(diǎn)溫度計(jì)的四口瓶中,先加熱至110°C熔化物料,真空度為0.2KPa ;高速攪拌下,反應(yīng)8_9個(gè)小時(shí),反應(yīng)溫度為180-190°C,產(chǎn)物經(jīng)真空抽濾除去少量固定雜質(zhì)得到粗碳酸甘油酯;粗碳酸甘油酯通過(guò)減壓蒸餾的方法除去甘油,得到甘酸甘油酯195g;碳酸甘油酯收率75%,氣象色譜圖結(jié)果顯示,碳酸甘油酯純度為92%。
[0015]取碳酸乙烯酯100g、尿素160g和甘油10g加入配有冷凝管、攪拌器、溫度計(jì)以及節(jié)點(diǎn)溫度計(jì)的四口瓶中,先加熱至120°C熔化物料,真空度為0.2KPa ;高速攪拌下,反應(yīng)8_9個(gè)小時(shí),反應(yīng)溫度為180-190°C,產(chǎn)物經(jīng)真空抽濾除去少量固定雜質(zhì)得到粗碳酸甘油酯;粗碳酸甘油酯通過(guò)減壓蒸餾的方法除去甘油,得到甘酸甘油酯195g ;碳酸甘油酯收率75%,氣象色譜圖結(jié)果顯示,碳酸甘油酯純度為94%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種以甘油合成碳酸甘油酯的方法,其特征在于,主要以碳酸乙烯酯、尿素和甘油為原料,以路易斯鹽和硫酸鋅為催化劑,制備方式具體如下: (1)將碳酸乙烯酯、尿素和甘油加入配有冷凝管、攪拌器、溫度計(jì)以及節(jié)點(diǎn)溫度計(jì)的四口瓶中,先加熱至110°C熔化物料,真空度為0.2KPa ; (2)高速攪拌下,反應(yīng)8-9個(gè)小時(shí),反應(yīng)溫度為180-190°C,產(chǎn)物經(jīng)真空抽濾除去少量固定雜質(zhì)得到粗碳酸甘油酯; (3)粗碳酸甘油酯通過(guò)減壓蒸餾的方法除去甘油,得到純度較高的甘酸甘油酯; (4)反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的氨氣通過(guò)熱的還原性鐵粉去除,以提高甘油的轉(zhuǎn)化率。2.如權(quán)利要求1所述的一種以甘油合成碳酸甘油酯的方法,其特征在于,所述步驟(I)中的碳酸乙烯酯、尿素和甘油的用量為:甘油1.5-1.7摩爾、尿素1.5-1.8摩爾、碳酸乙烯酯.1.8-1.9 摩爾。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種以甘油合成碳酸甘油酯的方法,主要以碳酸乙烯酯、尿素和甘油為原料,以路易斯鹽和硫酸鋅為催化劑,制備方式為:將碳酸乙烯酯、尿素和甘油加入到四口瓶中,先加熱至110℃熔化物料,高速攪拌下,反應(yīng)8-9個(gè)小時(shí),反應(yīng)溫度為180-190℃,產(chǎn)物經(jīng)真空抽濾除去少量固定雜質(zhì)得到粗碳酸甘油酯;粗碳酸甘油酯通過(guò)減壓蒸餾的方法除去甘油,得到純度較高的甘酸甘油酯;反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的氨氣通過(guò)熱的還原性鐵粉去除,以提高甘油的轉(zhuǎn)化率;本發(fā)明以甘油合成碳酸甘油酯的方法,反應(yīng)過(guò)程中無(wú)須加入其他溶劑,氨氣去除徹底,提高了甘油的轉(zhuǎn)化率;反應(yīng)原料無(wú)毒,廉價(jià)易得成本低,甘油轉(zhuǎn)化率高,雜質(zhì)少,工藝簡(jiǎn)單,后續(xù)分離純化也較為容易。
【IPC分類(lèi)】C07D317/36
【公開(kāi)號(hào)】CN104926781
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510248980
【發(fā)明人】夏姣云, 唐俊龍
【申請(qǐng)人】長(zhǎng)沙理工大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年9月23日
【申請(qǐng)日】2015年5月15日