一種水楊酸甲酯的高效制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種水楊酸甲酯的高效制備方法，屬于化工生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]水楊酸甲酯是無(wú)色至淡黃色透明液體，具有如冬青油那樣的香味，可用作溶劑和中間體，如水楊酸甲酯與氨水反應(yīng)生成水楊酰胺，用于解熱止痛藥乙基水楊胺的生產(chǎn)，水楊酰胺本身也是一種解熱鎮(zhèn)痛藥，可用于制造殺蟲劑、殺菌劑、香料、涂料、化妝品油墨及纖維助染劑等。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中的水楊酸甲酯采用收集杜鵑花科植物白株木樹的枝葉，用水蒸氣蒸餾法提取可得冬青油再精餾的方法，或從天然精油中用分餾的方法單離出水楊酸甲酯的方法，加工時(shí)間長(zhǎng)，產(chǎn)品純度低，成本高，一般不使用于工業(yè)化生產(chǎn);若用化學(xué)制備方法，以水楊酸和甲醇于硫酸催化劑作用下酯化、精制而成，合成物的催化效果、產(chǎn)品分離、提純是本領(lǐng)域的技術(shù)難點(diǎn)，影響加工效率和產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)還存在回收利用度差、具有一定污染性等問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種水楊酸甲酯的高效制備方法，能提高水楊酸甲酯的生產(chǎn)效率，制得的產(chǎn)品中水楊酸甲酯純度高，同時(shí)提高回收利用率，降低污染性。
[0005]本發(fā)明是通過(guò)如下的技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的。
[0006]—種水楊酸甲酯的高效制備方法，其制備方法如下:
(1)預(yù)處理
①將硅藻土放入醋酸水溶液中，所述硅藻土與醋酸水溶液的體積比為1:1.2?1.4，所述醋酸水溶液的pH為3-4，浸泡5-6小時(shí)，隨后倒去醋酸水溶液，用水將娃藻土洗成pH為6.5-7.0，制成改性娃藻土 ；
②將改性硅藻土、羥丙基纖維素、羧甲基纖維素和水?dāng)嚢杌旌暇鶆虻每偽锪?，隨后投入擠壓機(jī)制成條狀物，將條狀物烘干30_50min，控制烘干溫度為60_80°C ;再將條狀物投入制粒機(jī)，制成粒徑為3-5mm的顆粒，最后將顆粒投入馬弗爐中保持溫度為400-600°C烘2-3h，制得娃藻土負(fù)載顆粒；
③取硅藻土負(fù)載顆粒，加入二環(huán)己基碳二亞胺、4-二甲氨基吡啶和乙醇，加熱回流40-7Omin，濾去液體制得固體復(fù)合催化劑；
(2)合成反應(yīng)
①將水楊酸和甲醇加至反應(yīng)釜中，控制溫度為30-50°C，攪拌混合20-40min，攪拌速率為150-30(^/11^11，所述水楊酸和甲醇的質(zhì)量比為4.3:1.5~2;
②在反應(yīng)釜中投入步驟(I)③制得的固體復(fù)合催化劑，控制溫度為90-100°C，攪拌速率為120-230 r/min，攪拌反應(yīng)2-3h，制得反應(yīng)液，所述固體復(fù)合催化劑質(zhì)量為水楊酸和甲醇總質(zhì)量5-8%;
(3)產(chǎn)品提取與純化
①取反應(yīng)液過(guò)濾，回收固體復(fù)合催化劑，剩余液體降溫至15-30°C，隨后分液取油層；
②將步驟(3)①所得油層用碳酸鈉溶液洗滌至油層pH為8-9，再將油層加入水中洗滌，分液取油層；
③將步驟(3)②所得油層投入蒸餾塔，收集溫度在96-109°C，壓力在1.45-2.1kPa時(shí)的餾分，即得水楊酸甲酯粗品；
④取水楊酸甲酯粗品加入活性炭加熱脫色25-40min，控制溫度為50-60°C，隨后過(guò)濾去活性炭，即得水楊酸甲酯精品。
[0007]上述一種水楊酸甲酯的高效制備方法，其中，所述改性硅藻土、羥丙基纖維素、羧甲基纖維素和水的質(zhì)量比為10:3:1:4。
[0008]上述一種水楊酸甲酯的高效制備方法，其中，所述硅藻土負(fù)載顆粒、二環(huán)己基碳二亞胺、4-二甲氨基吡啶和乙醇的質(zhì)量比為20:9:8:13。
[0009]本發(fā)明的有益效果為:
用改性硅藻與致孔劑即羥丙基纖維素和粘合劑即羧甲基纖維素，制得負(fù)載顆粒，再用二環(huán)己基碳二亞胺、4-二甲氨基吡啶兩種催化劑負(fù)載在改性硅藻土上，制得固體復(fù)合催化劑，代替?zhèn)鹘y(tǒng)濃硫酸催化劑，提高了催化效果，使水楊酸和甲醇的酯化反應(yīng)較傳統(tǒng)濃硫酸催化法，反應(yīng)程度提高25-30%、反應(yīng)時(shí)間縮短，同時(shí)便于回收利用、降低污水處理難度、減少污水處理成本、降低生產(chǎn)危險(xiǎn)程度、減少生產(chǎn)成本;且固體復(fù)合催化劑可產(chǎn)生類似沸石的作用，增加生產(chǎn)安全性。
[0010]制備過(guò)程各比例適宜，制得的水楊酸甲酯精品中水楊酸甲酯含量可達(dá)99.2%?99.6%，較傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝生產(chǎn)周期更短、大大提高了加工效率和產(chǎn)品質(zhì)量。
【具體實(shí)施方式】
[0011]以下通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0012]實(shí)施例1
一種水楊酸甲酯的高效制備方法，其制備方法如下:
(1)預(yù)處理
①將硅藻土放入醋酸水溶液中，所述硅藻土與醋酸水溶液的體積比為I: 1.2，所述醋酸水溶液的PH為3，浸泡5小時(shí)，隨后倒去醋酸水溶液，用水將硅藻土洗成pH為6.5，制成改性硅藻土；
②將改性硅藻土、羥丙基纖維素、羧甲基纖維素和水?dāng)嚢杌旌暇鶆虻每偽锪?，所述改性硅藻土、羥丙基纖維素、羧甲基纖維素和水的質(zhì)量比為10:3:1:4，隨后投入擠壓機(jī)制成條狀物，將條狀物烘干30min，控制烘干溫度為60°C ；再將條狀物投入制粒機(jī)，制成粒徑為3mm的顆粒，最后將顆粒投入馬弗爐中保持溫度為600 V烘2h，制得硅藻土負(fù)載顆粒；
③取硅藻土負(fù)載顆粒，加入二環(huán)己基碳二亞胺、4-二甲氨基吡啶和乙醇，加熱回流50min，濾去液體制得固體復(fù)合催化劑，所述娃藻土負(fù)載顆粒、二環(huán)己基碳二亞胺、4-二甲氨基吡啶和乙醇的質(zhì)量比為20:9:8:13;
(2)合成反應(yīng) ①將水楊酸和甲醇加至反應(yīng)釜中，控制溫度為32°C，攪拌混合35min，攪拌速率為170r/min,所述水楊酸和甲醇的質(zhì)量比為4.3:1.6;
②在反應(yīng)釜中投入步驟(I)③制得的固體復(fù)合催化劑，控制溫度為92°C，攪拌速率為130 r/min，攪拌反應(yīng)2h，制得反應(yīng)液，所述固體復(fù)合催化劑質(zhì)量為水楊酸和甲醇總質(zhì)量6%；
(3)產(chǎn)品提取與純化
①取反應(yīng)液過(guò)濾，回收固體復(fù)合催化劑，剩余液體降溫至18°C，隨后分液取油層；
②將步驟(3)①所得油層用碳酸鈉溶液洗滌至油層pH為8，再將油層加入水中洗滌，分液取油層；
③將步驟(3)②所得油層投入蒸餾塔，收集溫度在96-100°C，壓力在1.45-1.8kPa時(shí)的餾分，即得水楊酸甲酯粗品；
④取水楊酸甲酯粗品加入活性炭加熱脫色30min，控制溫度為55°C，隨后過(guò)濾去活性炭，即得水楊酸甲酯精品。
[0013]制得的水楊酸甲酯精品中水楊酸甲酯含量可達(dá)99.32%。
[0014]實(shí)施例2
一種水楊酸甲酯的高效制備方法，其制備方法如下:
(1)預(yù)處理
①將硅藻土放入醋酸水溶液中，所述硅藻土與醋酸水溶液的體積比為I: 1.3，所述醋酸水溶液的pH為3.6，浸泡5.2小時(shí)，隨后倒去醋酸水溶液，用水將硅藻土洗成pH為6.8，制成改性娃藻土 ；
②將改性硅藻土、羥丙基纖維素、羧甲基纖維素和水?dāng)嚢杌旌暇鶆虻每偽锪?，所述改性硅藻土、羥丙基纖維素、羧甲基纖維素和水的質(zhì)量比為10:3:1:4，隨后投入擠壓機(jī)制成條狀物，將條狀物烘干45min，控制烘干溫度為7