一种酯的合成方法技术

本发明专利技术公开了一种酯的合成方法。该方法是以氨基酸盐或氨基酸酯盐作为催化剂，将有机酸与醇在２０－２００℃下反应０．５－４８小时，得到酯；所述有机酸和醇的摩尔比为１－１０∶１０－１，催化剂和有机酸的摩尔比为１－１０∶１－１０００。该方法具有以下优点：１）氨基酸盐和氨基酸酯盐是绿色的酯化反应催化剂，用这类催化剂进行的酯化反应具有高催化活性和高选择性；２）反应产物易于分离，催化剂可循环使用；３）工艺简单，成本低廉，产物专一性好，对环境友好；４）转化效率高。本发明专利技术的酯的合成方法将在酯的工业化生产中发挥重要作用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，特别是涉及一种有机酸与醇在催化剂存在下合成酯的方法。
技术介绍
酯是一类重要的化工原料，是常用的有机中间体；它们还是重要的药物原料，在制药工业中用途广泛。酯化反应是典型的可逆反应，这类反应一般采用将生成的水移出反应体系或加入过量的酸或醇以提高反应的转化率，使化学平衡向生成酯的方向移动。传统的工业化生产通常以浓硫酸、盐酸、硼酸或磷酸等无机酸或是一系列固载的金属盐作为催化剂，这类方法存在很多环境和操作上的问题，如大量强酸的使用会腐蚀设备，产品分离过程中使用大量挥发性有机溶剂，过量原料不易分离，催化剂不能循环使用等，此外，酯化反应也存在着竞争反应，催化剂酸性过强或反应条件不适都会引起醚类副产物的增加。以上这些不足大大增加了酯化反应的成本。随着绿色化学的发展，传统的催化酯化反应过程面临的问题无法通过改善反应条件来解决，因此，寻找更加环境友好且易于制备的催化剂和更为温和清洁的反应过程越来越受到人们的重视。如文献(New generation ionic liquidscations derived from aminoacidsGuo-hong Tao，Ling He，Ning Sun and Yuan Kou，Chem.Commun.，2005，3562)和申请号分别为CN1621152、CN1631539的专利中所述，氨基酸盐和氨基酸酯盐是一大类具有Brnsted酸性的化合物，其中一部分是熔点低于100℃的离子液体，这一大类化合物具有来源清洁易得，制备简便，价格低廉等优点。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种工艺简单、环境友好的酯的合成方法。本专利技术所提供的酯的合成方法，是以氨基酸盐或氨基酸酯盐作为催化剂，将有机酸与醇在20-200℃下反应0.5-48小时，得到酯；所述有机酸和醇的摩尔比为1-10∶10-1，催化剂和有机酸的摩尔比为1-10∶1-1000。在上述方法中，氨基酸盐的结构式为X，其中为氨基酸阳离子，X为阴离子；所述氨基酸酯盐的结构式为Y，其中B为氨基酸分子中羧基以外的部分，R为具有1-18个C原子(C1-C18)的低级烃基、芳基或烷基，Y为阴离子。其中，氨基酸盐结构式X中的A可选自下述氨基酸甘氨酸，D-、L-、DL-丙氨酸，D-、L-、DL-缬氨酸，D-、L-、DL-亮氨酸，D-、L-、DL-异亮氨酸，D-、L-、DL-苯丙氨酸，D-、L-、DL-半胱氨酸，D-、L-、DL-胱氨酸，D-、L-、DL-苏氨酸，D-、L-、DL-谷氨酸，D-、L-、DL-谷酰胺，D-、L-、DL-天冬氨酸，D-、L-、DL-天冬酰胺，D-、L-、DL-蛋氨酸，D-、L-、DL-丝氨酸，D-、L-、DL-脯氨酸，D-、L-、DL-酪氨酸，D-、L-、DL-色氨酸，D-、L-、DL-赖氨酸，D-、L-、DL-精氨酸，D-、L-、DL-组氨酸，D-、L-、DL-鸟氨酸，β-丙氨酸，2、3、4-氨基(异)丁酸，2、3、4、5-氨基(异)戊酸，2、3、4、5、6-氨基(异)己酸，o-、p-、m-氨基苯丙酸。氨基酸盐结构式X中的X可选自下述阴离子氯、溴、碘负离子，硝酸根，四氟硼酸根，六氟磷酸根，三氟乙酸根，硫酸根，硫酸氢根，甲磺酸根，苯磺酸根。氨基酸酯盐结构式Y中的B可选自下述氨基酸甘氨酸，D-、L-、DL-丙氨酸，D-、L-、DL-缬氨酸，D-、L-、DL-亮氨酸，D-、L-、DL-异亮氨酸，D-、L-、DL-苯丙氨酸，D-、L-、DL-半胱氨酸，D-、L-、DL-胱氨酸，D-、L-、DL-苏氨酸，D-、L-、DL-谷氨酸，D-、L-、DL-谷酰胺，D-、L-、DL-天冬氨酸，D-、L-、DL-天冬酰胺，D-、L-、DL-蛋氨酸，D-、L-、DL-丝氨酸，D-、L-、DL-脯氨酸，D-、L-、DL-酪氨酸，D-、L-、DL-色氨酸，D-、L-、DL-赖氨酸，D-、L-、DL-精氨酸，D-、L-、DL-组氨酸，D-、L-、DL-鸟氨酸，β-丙氨酸，2、3、4-氨基(异)丁酸，2、3、4、5-氨基(异)戊酸，2、3、4、5、6-氨基(异)己酸，o-、p-、m-氨基苯丙酸。氨基酸酯盐结构式Y中的R可选自具有1-18个C原子的烃基、苄基，具有1-10个C原子(C1-C10)的ω-氯代烷基。氨基酸酯盐结构式Y中的Y可选自下述阴离子氯、溴、碘负离子，硝酸根，四氟硼酸根，六氟磷酸根，乙酸根，三氟乙酸根，硫酸根，硫酸氢根，磷酸根，甲磺酸根，苯磺酸根，双三氟甲磺酰亚胺根，硫氰酸根，乳酸根，糖精根。反应物有机酸的选择是任意的，可为有/无取代基的脂肪酸或芳香酸，其中脂肪酸可为饱和脂肪酸或不饱和脂肪酸，芳香酸可为饱和芳香酸或不饱和芳香酸。同样，反应物醇的选择也是任意的，可为有/无取代基的脂肪醇或芳香醇，其中脂肪醇可为饱和脂肪醇或不饱和脂肪醇，芳香醇可为饱和芳香醇或不饱和芳香醇。本专利技术提供了一种由有机酸与醇在催化剂氨基酸盐或氨基酸酯盐存在下合成酯的方法。该方法具有以下优点1)氨基酸盐和氨基酸酯盐是绿色的酯化反应催化剂，用这类催化剂进行的酯化反应具有高催化活性和高选择性；2)反应产物易于分离，催化剂可循环使用；3)生产工艺简单，成本低廉，产物专一性好，对环境友好；4)转化效率高，有机酸或醇的转化率可高于99％，酯化产物的选择性大于99％。基于上述优点，本专利技术的酯的合成方法将在酯的工业化生产中发挥重要作用，应用前景广阔。下面结合具体实例对本专利技术做进一步详细说明。具体实施例方式下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。实施例1、用氨基酸酯盐催化有机酸和醇合成酯并检测不同反应温度对酯化反应的影响先后将催化剂脯氨酸乙酯盐酸盐、反应物乙醇和丁酸加入反应瓶内，其中丁酸与乙醇的摩尔比为1∶1，催化剂脯氨酸乙酯盐酸盐与丁酸的摩尔比为1∶5，搅拌，加热，设定不同的反应温度(20℃、30℃、70℃、90℃、110℃和200℃)，反应10小时，反应后静置，分出酯化产物，并测定酸的转化率及酯的选择性，测定结果如表1所示，其中，在90℃下，酸的转化率为99％，目标产物酯的选择性大于99％，检测结果表明随着反应温度的变化，酯化反应的转化率和选择性存在一个最佳值，将最佳反应温度定为90℃。表1 不同反应温度对氨基酸类催化剂催化酯化反应的影响 实施例2、原料酸醇比对本专利技术的氨基酸类催化剂催化酯化反应的影响除原料乙醇和丁酸的摩尔比例不同(10∶1、5∶1、1∶1、1∶2、1∶8、1∶10)外，其它反应条件均与同实施例1相同，检测酸醇比对酯化反应的转化率和选择性的影响。反应结束后，酸的转化率及酯的选择性测定结果如表2所示，表明随着酸醇比的变化，酯化反应的转化率和选择性存在一个最佳值，将醇和酸最佳的摩尔比例定为1∶1。表2 原料酸醇比对氨基酸类催化剂催化酯化反应的影响 实施例3、催化剂与酸的比例对本专利技术的氨基酸类催化剂催化酯化反应的影响除催化剂与丁酸的摩尔比例不同(10∶1、1∶1、1∶5、1∶10、1∶100、1∶500、1∶1000)外，其它反应条件均与同实施例1相同，检测催化剂与酸的比例对酯化反应的转化率和选择性的影响。反应结束后，酸的转化率及酯的选择性测定结果如表3所示，表明随着催化剂与酸的比例的变化，酯化反应的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种酯的合成方法，是以氨基酸盐或氨基酸酯盐作为催化剂，将有机酸与醇在２０－２００℃下反应０．５－４８小时，得到酯；所述有机酸和醇的摩尔比为１－１０∶１０－１，催化剂和有机酸的摩尔比为１－１０∶１－１０００。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：寇元，何玲，陶国宏，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]