一种制备二醋酸甘油酯的方法技术

本发明专利技术公开了一种制备二醋酸甘油酯的方法，涉及化工合成技术领域。其制备方法为：使用甘油和乙酸为原料，在催化剂和带水剂的存在的条件下发生酯化反应，得到二醋酸甘油酯；本发明专利技术在实施过程中控制Amberlyst‑15和Nafion 511的质量比为1:2‑3，所述的Amberlyst‑15催化剂的粒径为1.10‑1.20mm；所述的Nafion 511催化剂的粒径为1.20‑1.40mm，以及控制带水剂环已烷和醋酸异丙酯体积比为5‑10:1，发现通过控制催化剂和带水剂的种类，以及催化剂的粒径，明显提高了二醋酸甘油酯的收率和纯度。

【技术实现步骤摘要】
一种制备二醋酸甘油酯的方法
本专利技术涉及化工合成
，具体涉及一种制备二醋酸甘油酯的方法。
技术介绍
二醋酸甘油酯，又称二乙酸甘油酯，分子式为C7H12O5，分子量为176.1672，二醋酸甘油酯是无色透明无嗅油状液体，微溶于水、易溶于醇、醚和其它有机溶剂。二醋酸甘油酯作为一种大宗化学品，在工业上具有十分广泛的应用，常作为溶剂、乳化剂和有机原料，广泛用于制药产业；食品产业，如食品加工的乳化剂；建筑材料产业，如水泥添加剂；高分子材料行业，如铸造树脂固化剂；也作为各种有机树脂特别是硝化纤维素的优良溶剂，或有机合成原料。由于市场对二醋酸甘油酯具有一定的需求量，将其用作铸造树脂固化剂，具有比三醋酸甘油酯更优越的性能，使用量比较大，因此针对二醋酸甘油酯的合成一直是研究比较多的课题。如中国专利申请201210104740.0中公开了一种合成二醋酸甘油酯的方法，由甘油和醋酸在固体催化剂和醋酸正丙酯带水剂的作用下反应所得，甘油和醋酸的摩尔比为1:2.5-3.0，固体催化剂为硫酸氢钠，硫酸氢钠的加入量占反应物总重量的0.5-3‰，投入反应釜的混合物在120-145℃的温度下酯化反应8-14小时，得到二醋酸甘油酯含量为45％-60％的液态混合物，该工艺缩短了酯化反应时间，得到的二醋酸甘油酯比例稳定且提高了二醋酸甘油酯含量，提高了产品产率、质量和色度，但是该申请中使用硫酸氢钠为催化剂是一种常规催化剂，催化效果不佳，并且得到的二醋酸甘油酯含量不理想。再如中国专利申请201610744896.3中公开了一种催化制备二醋酸甘油酯的方法，包括如下步骤：步骤S1：将甘油、醋酸、固体催化剂搅拌混合形成混合溶液，其中，甘油和醋酸的摩尔比为1:3.5-5.5，固体催化剂的重量为甘油重量的2-6％；步骤S2：将混合溶液投入反应釜酯化8-12小时，反应温度为60-100℃，反应压力为0.03-0.05MPa，反应结束后过滤，固体催化剂反复套用，液体经硅胶柱纯化得目标产物，并且提供了固体催化剂的制备方法，但是并没有对催化剂进行表征，并且没有对反应物的收率进行描述，因此无法得知最终得到的物质的收率以及纯度。因此，需要开发一种二醋酸甘油酯的合成方法，能够使制备得到的二醋酸甘油酯的收率和纯度较现有技术有所提高。
技术实现思路
为了解决以上技术问题，本专利技术提供了一种二醋酸甘油酯的制备方法，该方法以阳离子交换树脂为催化剂，并使用混合物溶剂作为带水基，能够明显提高反应过程中甘油的转化率，使得到的二醋酸甘油酯的纯度和收率均明显提高。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术公开了一种二醋酸甘油酯的制备方法，使用甘油和乙酸为原料，在催化剂和带水剂的存在的条件下发生酯化反应，得到二醋酸甘油酯。其中，所述的催化剂为阳离子交换树脂催化剂，所述的阳离子交换树脂催化剂选自EX146H、D61、D72、Amberlyst-15、Nafion511和AmberliteIR-120中的一种或几种；优选地，所述的阳离子交换树脂催化剂选自EX146H、Amberlyst-15、Nafion511和AmberliteIR-120中的一种或几种；再优选地，所述的阳离子交换树脂催化剂选自Amberlyst-15、Nafion511和AmberliteIR-120中的一种或几种；进一步优选地，所述的阳离子交换树脂催化剂为Amberlyst-15和Nafion511的混合物；所述的Amberlyst-15和Nafion511的质量比为1:2-3；所述的Amberlyst-15和Nafion511的质量比为1:2、1:2.5或1:3；优选为1:3。所述的带水剂为苯、甲苯、环已烷、醋酸正丙酯、醋酸异丙酯、氯仿和四氯化碳中的一种或几种；优选地，所述的带水剂为甲苯、环已烷、醋酸正丙酯、醋酸异丙酯、氯仿和四氯化碳中的一种或几种；再优选地，所述的带水剂为环已烷、氯仿、醋酸正丙酯、醋酸异丙酯和四氯化碳中的一种或几种；进一步优选地，所述的带水剂为环已烷和醋酸异丙酯的混合物；所述的环已烷和醋酸异丙酯的体积比为5-10:1；所述的环已烷和醋酸异丙酯的体积比为5:1、6：1、7：1、8：1、9：1或10：1；优选为10:1。所述的催化剂的粒径为1.10-1.40mm；所述的催化剂的粒径为1.10mm、1.20mm、1.30mm或1.40mm；本专利技术在实施过程中意外地发现同时使用不同粒径的催化剂能够促进甘油的转化率；在一些优选实施方案中，所述的Amberlyst-15催化剂的粒径为1.10-1.20mm；所述的Nafion511催化剂的粒径为1.20-1.40mm；优选地，所述的Amberlyst-15催化剂的粒径为1.15-1.20mm；所述的Nafion511催化剂的粒径为1.30-1.40mm；再优选地，所述的Amberlyst-15催化剂的粒径为1.20mm；所述的Nafion511催化剂的粒径为1.40mm。所述的乙酸与甘油的摩尔比为2.0-2.8：1；优选地，所述的乙酸与甘油的摩尔比为2.2-2.5：1；再优选地，所述的乙酸与甘油的摩尔比为2.5：1。所述的催化剂与甘油的质量比为0.2-0.5：100；优选为0.3-0.5：100；再优选为0.4：100。所述甘油和带水剂的质量比为100：1.8-2.5；优选为100：2.0-2.5；再优选为100：2.2-2.4；进一步优选为100：2.4。所述的酯化反应的反应温度为80-95℃；优选地，所述的反应温度为85-95℃；再优选地，反应温度为90-95℃；进一步优选地，反应温度为95℃。产物进行纯化得到成品二醋酸甘油酯。所述纯化的方法为：酯化反应结束后将反应液冷却至室温，常压蒸馏脱除过量乙酸，减压蒸馏浓缩除去带水剂，分离得到二醋酸甘油酯。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：(1)本专利技术使用阳离子交换树脂作为催化剂，能够明显提高甘油的转化率，本专利技术在实施过程中意外地发现使用混合催化剂，能够加快加快反应速率，本专利技术使用的催化剂为Amberlyst-15和Nafion511的混合物，并且控制两者的质量比为1:2-3，能够明显提高产物的纯度；(2)本专利技术对催化剂的粒径进行了研究，发现同时使用两种不同粒径的催化剂，能够有效地减弱反应过程中反应物在阳离子交换树脂催化剂中的内部扩散，提高反应效率；(3)本专利技术在实施过程中使用两种溶剂的混合物作为带水剂，通过控制两者的体积比，明显提高了甘油的转化率，从而提高了产物的收率。(4)本专利技术通过对催化剂以及带水剂的选择，明显提高了反应效率，降低了反应温度，使得到的二醋酸甘油酯收率和纯度均高于现有技术。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二醋酸甘油酯的制备方法，使用甘油和乙酸为原料，在催化剂和带水剂的存在的条件下发生酯化反应，得到二醋酸甘油酯；其特征在于：所述的催化剂为阳离子交换树脂催化剂，所述的阳离子交换树脂催化剂选自EX 146H、D61、D72、Amberlyst-15、Nafion 511和Amberlite IR-120中的一种或几种。/n

【技术特征摘要】
1.一种二醋酸甘油酯的制备方法，使用甘油和乙酸为原料，在催化剂和带水剂的存在的条件下发生酯化反应，得到二醋酸甘油酯；其特征在于：所述的催化剂为阳离子交换树脂催化剂，所述的阳离子交换树脂催化剂选自EX146H、D61、D72、Amberlyst-15、Nafion511和AmberliteIR-120中的一种或几种。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的阳离子交换树脂催化剂为Amberlyst-15和Nafion511的混合物；所述的Amberlyst-15和Nafion511的质量比为1:2-3。


3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述的Amberlyst-15和Nafion511的质量比为1:3。


4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的带水剂为苯、甲苯、环已烷、醋酸正丙酯、醋酸异丙酯、氯仿和四氯化碳中的一种或几种。


5.根据权利要求4所述的制备方...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈祥，张勇，杨旭忠，赵重光，
申请(专利权)人：江苏瑞佳化学有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32