專利名稱：檸檬酸三甲酯的合成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有機(jī)合成中檸檬酸三甲酯的合成方法。
檸檬酸三甲酯[(CH3)3C6H5O7]已應(yīng)用于日用化工添加劑、有機(jī)合成中間體等領(lǐng)域。其合成方法有兩種一種是以檸檬酸和甲醇為原料，對(duì)甲苯磺酸為催化劑進(jìn)行酯化反應(yīng)，如《化學(xué)試劑》(1983,5(2),107)；《Justus LiebigsAnn.Chem.》(1903,327,228)；另一種方法是以2-羥基-2-腈基丙二酸二甲酯〔HOC(CN)(CH2CO2CH3)2〕為原料，經(jīng)甲醇和氯化氫水解而成，如Ger.Offen.2456030,1975；所記載的方法中，前一種方法的缺點(diǎn)是檸檬酸、甲醇和對(duì)甲苯磺酸都必須預(yù)先干燥脫水，酯化反應(yīng)生成的水分沒(méi)有除去，反應(yīng)不能進(jìn)行到底，產(chǎn)率低；后一種方法的缺點(diǎn)是原料價(jià)格昂貴，生產(chǎn)成本高。
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有合成方法中存在的缺點(diǎn)，提供一種有效的、簡(jiǎn)單易行的、高產(chǎn)率的合成方法。
本發(fā)明的檸檬酸三甲酯的合成方法，其技術(shù)特征在于檸檬酸與甲醇的酯化反應(yīng)中，采用多次反應(yīng)蒸餾脫水法，除去反應(yīng)物中原有的水分及酯化反應(yīng)中生成的水分，促使酯化反應(yīng)進(jìn)行到終點(diǎn)。具體步驟如下a．酯化反應(yīng)將檸檬酸、甲醇和對(duì)甲苯磺酸(C7H8O3S)催化劑之混合物，加熱回流反應(yīng)3～6h，然后常壓蒸餾回收甲醇，減壓蒸餾除去水分；再加甲醇于蒸餾殘存物中，重新加熱回流反應(yīng)3～6h，以同樣方法蒸餾回收甲醇及除去酯化反應(yīng)生成的水分；如上方法共進(jìn)行3～6次，促使酯化反應(yīng)進(jìn)行到終點(diǎn)。
b．產(chǎn)物分離酯化反應(yīng)中，最后一次加熱回流反應(yīng)結(jié)束后，常壓蒸餾回收甲醇，然后加入純水，加熱、攪拌使物料完全溶解，冷卻、結(jié)晶、過(guò)濾、水洗、干燥，制得檸檬酸三甲酯產(chǎn)品，純度98％以上，產(chǎn)率大于80％。
本發(fā)明的檸檬酸三甲酯的合成方法，由于采用多次反應(yīng)蒸餾脫水法，除去反應(yīng)物中的水分及酯化反應(yīng)生成的水分。省略了現(xiàn)有方法中對(duì)檸檬酸、甲醇和對(duì)甲苯磺酸的干燥工序；克服了可逆性酯化反應(yīng)中，因生成水分反應(yīng)難于進(jìn)行到底、產(chǎn)率低的弊病。實(shí)驗(yàn)證明本發(fā)明的生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，簡(jiǎn)化了設(shè)備，節(jié)省原材料費(fèi)，提高產(chǎn)率，綜合比較結(jié)果成本低等特點(diǎn)。
實(shí)例1稱取工業(yè)級(jí)檸檬酸(含結(jié)晶水)175克，加入裝有攪拌器、回流冷凝管和溫度計(jì)的反應(yīng)瓶中，加入甲醇200ml及對(duì)甲苯磺酸(含1結(jié)晶水)5.5克，攪拌、加熱回流4h。將回流裝置改為蒸餾裝置，常壓蒸餾回收甲醇，再減壓蒸餾除去水分。冷卻至60℃以下，加甲醇150ml，加熱回流5h，以同樣方法蒸餾回收甲醇及除去酯化反應(yīng)生成的水分。如上方法反復(fù)進(jìn)行5次，最后一次回流反應(yīng)結(jié)束后，常壓蒸餾回收甲醇，然后加純水100ml，加熱、攪拌至物料完全溶解。倒入燒杯中，冷卻、結(jié)晶、過(guò)濾、水洗、干燥，制得檸檬酸三甲酯159克，熔點(diǎn)76～78℃，純度98.5％，產(chǎn)率81.5％。產(chǎn)品經(jīng)紅外光譜測(cè)定，與標(biāo)準(zhǔn)譜圖對(duì)照，分子結(jié)構(gòu)譜圖完全一致。
實(shí)例2稱取工業(yè)級(jí)檸檬酸(含結(jié)晶水)875克，甲醇1000ml及對(duì)甲苯磺酸(含1結(jié)晶水)28克，加入反應(yīng)瓶中。如同實(shí)例1操作程序，制得檸檬酸三甲酯785克，熔點(diǎn)77～79℃，純度98.7％，產(chǎn)率80.5％。
權(quán)利要求
1．一種合成檸檬酸三甲酯的方法，其特征在于檸檬酸與甲醇的酯化反應(yīng)中，采用多次反應(yīng)蒸餾脫水法，除去反應(yīng)物料中原有的水分及酯化反應(yīng)生成的水分，促使酯化反應(yīng)進(jìn)行到終點(diǎn)，其步驟如下將檸檬酸、甲醇和對(duì)甲苯磺酸之混合物，加熱回流反應(yīng)3～6h，常壓蒸餾回收甲醇，減壓蒸餾除去水分；再加甲醇于蒸餾殘存物料中，重新加熱回流反應(yīng)3～6h，以同樣方法蒸餾回收甲醇及除去酯化反應(yīng)生成的水分；如上方法共進(jìn)行3～6次；最后一次回流反應(yīng)結(jié)束后，常壓蒸餾回收甲醇，然后加入純水，加熱、攪拌使物料完全溶解，冷卻、結(jié)晶、過(guò)濾、水洗、干燥，制得檸檬酸三甲酯產(chǎn)品，
2．如權(quán)利要求1所述的檸檬酸、對(duì)甲苯磺酸和甲醇，其特征在于可以使用不含水分的化合物，也可以使用含有水分(包括結(jié)晶水)的化合物，
3．如權(quán)利要求1所述的加熱回流反應(yīng)，其特征在于加熱回流溫度為65～75℃。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種以檸檬酸、甲醇為原料,對(duì)甲苯磺酸為催化劑的檸檬酸三甲酯的合成方法。采用多次反應(yīng)蒸餾脫水法,除去反應(yīng)物中的水分及酯化反應(yīng)生成的水分,促使酯化反應(yīng)進(jìn)行到終點(diǎn)。本方法簡(jiǎn)單易行,省略了對(duì)原料的干燥工序,提高產(chǎn)率,可制得純度在98.0%以上,產(chǎn)率大于80.0%的檸檬酸三甲酯產(chǎn)品。
文檔編號(hào)C07C69/704GK1222503SQ9812495
公開(kāi)日1999年7月14日 申請(qǐng)日期1998年11月23日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月23日
發(fā)明者顏克港, 朱程瑄 申請(qǐng)人:河北省固安縣宏峰化工有限公司