专利名称：一种碳酸二异辛酯的合成方法
技术领域：
本发明涉及一种催化合成碳酸二异辛酯的方法，更具体说是涉及一种利用离子液体催化合成碳酸二异辛酯的方法，属于酯类化合物的催化合成技术领域。
背景技术：
碳酸二异辛酯是一种无色清洁油，具有强极性酷基、良好润滑性能、较低的凝固点及倾点、与烃类油相容性好、较高的高热氧化稳定性，是合成基础油的重要化工原料之一。碳酸二异辛酯与其他酯类化合物相比不易皂化，并可快速地发生生物降解，对200 320nm之间的紫外线具有强吸收作用，在日化领域、功能材料领域也可用作紫外遮蔽剂。目前，碳酸二异辛酯的合成路线多采用碳酸二甲酯与异辛醇为原料，使用固体碱作为催化剂，经过两步法合成，其收率低，一般为60 80%。并且固体催化剂制备工艺较为复杂，反应的选择性较差，极易被大气中的CO2和H2O等杂质污染，原料循环利用效率低，固体催化剂所存在的缺点抑制了碳酸二异辛酯的产业化合成。已报道的固体碱催化剂包括碱金属醇盐、金属氧化物、碳酸盐、碘化钾以及钛酸酯等。离子液体可以作为催化剂在有机合成中进行应用，同固体碱催化剂相比较而言，离子液体催化剂具有绿色环保、反应选择性好、回收效率高等优势。使用离子液体作为催化剂催化酯交换反应制备碳酸 二异辛酯的方法目前尚未见报道。
发明内容
本发明的目的为了解决上述的碳酸二异辛酯的合成方法中，最终产物碳酸二异辛酯收率低、所用固体碱催化剂回收利用效率低等技术问题而提供一种利用离子液体为催化剂进行碳酸二异辛酯的合成方法，该合成方法反应条件温和，最终碳酸二异辛酯的收率也较高，同时保证反应后的离子液体催化剂得以回收利用。本发明技术方案
一种碳酸二异辛酯的合成方法，以碳酸二甲酯和异辛醇为原料，以离子液体为催化剂，控制温度为80 90°C，反应I 3h得到的反应液控制温度为100 150°C进行常压蒸馏3 8h后,蒸懼后的剩余物冷却至70 90°C，控制压力为90Kp进行第一次减压蒸懼I 3h，将第一次减压蒸馏后的剩余物静置分层，分层后所得的上层液体再控制压力为SOKp进行第二次减压蒸馏2 5h，收集温度为160 190°C无色液体即为碳酸二异辛酯；
所述原料中碳酸二甲酯和异辛醇按摩尔比计算，即碳酸二甲酯异辛醇为1:2 12 ;所用的离子液体为碱性离子液体1-丁基-3-甲基咪唑双氰胺盐或1-乙基-3-甲基咪唑双氰胺盐，其用量为碳酸二甲酯和异辛醇总质量百分比的3 4. 6%。上述的一种碳酸二异辛酯的合成方法，具体包括如下步骤
(I )、在容器中，加入异辛醇和离子液体催化剂，加热升温至80 90°C，控制滴加速率为5ml/min匀速滴加碳酸二甲酯，滴加完后保持温度为80 90°C反应I 3h，得到反应液；(2)、步骤(I)所得的反应液控制温度为100 150°C进行常压蒸馏3 8h ;
将常压蒸馏所得的剩余物冷却至70 90°C，控制压力为90Kp进行第一次减压蒸馏I 3h ;
将第一次减压蒸馏后的剩余物静置分层，分层后所得的上层液体再控制压力为80Kp进行第二次减压蒸馏2-5h，收集温度为160 190°C无色液体即为碳酸二异辛酯；
第一次减压蒸馏后的剩余物静置分层后的下层棕色粘稠状液体回收，即得可循环使用的碱性离子液体。本发明的有益效果
本发明的一种碳酸二异辛酯的合成方法，由于使用碱性离子液体为催化剂，具有可重复使用的优点，因此降低了生产成本。进一步，本发明的一种碳酸二异辛酯的合成方法，工艺操作简单、反应条件温和、且所得的产物碳酸二异辛酯和碱性离子液催化剂比较容易分离。进一步，本发明的一种碳酸二异辛酯的合成方法，最终所得的碳酸二异辛酯的收率较高，可达83. 25 93. 12%。
具体实施例方式下面结合具体实 施例对本发明做进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此。碳酸二异辛酯的收率用W表示，碳酸二甲酯的质量用Hi1表示，碳酸二异辛酯的理论生成质量用Mci表示,实际生成质量用M表示,碳酸二甲酯和碳酸二异辛酯的摩尔质量分别为 82. 18g/mol 和 286. 18g/mol。碳酸二异辛酯的收率公式如下
W= (M^-M0) X 100%，其中 M0= (286. 18 + 82. 18) Xmljo实施例1
一种碳酸二异辛酯的合成方法，具体包括如下步骤
(1)、在装有搅拌器、温度计、冷凝管、恒压滴液漏斗的250mL四口烧瓶中，加入85.86g异辛醇和3. 61gl-乙基-3-甲基咪唑双氰胺盐，加热升温至90°C，缓慢匀速滴加27. 09g碳酸二甲酯，滴加完后保持温度90°C反应Ih得到反应液；
上述的碳酸二甲酯和异辛醇按摩尔比计算，即碳酸二甲酯异辛醇为1:2 ；
所用的离子液体为碱性离子液体1-乙基-3-甲基咪唑双氰胺盐，其用量为碳酸二甲酯和异辛醇总质量百分比的3. 2% ；
(2)、改回流装置为蒸馏装置，将步骤(I)所得的反应液升温至100°C进行常压蒸馏3h以蒸除反应生成的甲醇；
将常压蒸馏所得的剩余物冷却至70 90°C，控制压力为90Kp进行第一次减压蒸馏
Ih ；
将第一次减压蒸馏后的剩余物静置分层，所得的上层液体再控制压力为80Kp进行第二次减压蒸馏2h，收集温度为160 190°C无色液体，其质量为78. 54g，收率为83. 25% ；上述的第一次减压蒸馏后的剩余物静置分层后，所得的下层棕色粘稠状液体回收，即得到可再次循环使用的碱性离子液体1-乙基-3-甲基咪唑双氰胺盐。
上述所得的无色液体经GC-MS检测确定是碳酸二异丙酯，检测方法参考http://baike. baidu. com/view/2900906, htm,气质联用仪被广泛应用于复杂组分的分离与鉴定，其具有GC的高分辨率和质谱的高灵敏度，既能定性识别又能定量的测定出组分的化学组成；所用的检测仪器为美国Agilent公司7890A-5975C气相色谱-质谱联用仪。实施例2
一种碳酸二异辛酯的合成方法，具体包括如下步骤
(1)、在装有搅拌器、温度计、冷凝管、恒压滴液漏斗的250mL四口烧瓶中，加入80.37g异辛醇和4. 07gl-乙基-3-甲基咪唑双氰胺盐，加热升温至85°C，缓慢匀速滴加8. 45g碳酸二甲酯，滴加完后保持温度为85°C反应2h得到反应液；
上述的碳酸二甲酯和异辛醇按摩尔比计算，即碳酸二甲酯异辛醇为1:6 ；
所用的离子液体为碱性离子液体1-乙基-3-甲基咪唑双氰胺盐，其用量为碳酸二甲酯和异辛醇总质量百分比的4. 58% ；
(2)、改回流装置为蒸馏装置，将步骤(I)所得的反应液升温至125°C进行常压蒸馏5h以蒸除反应生成的甲醇；
将常压蒸馏所得的剩余物冷却至70 90°C，控制压力为90Kp进行第一次减压蒸馏
2h ；
将第一次减压蒸馏后的剩余物静置分层，所得的上层液体再控制压力为80Kp进行第二减压蒸馏4h，收集温度为160 190°C的无色液体即为碳酸二异辛酯，其质量为25. 56g，收率为86. 84% ； 上述的第一次减压蒸馏后的剩余物静置分层后，所得的下层棕色粘稠状液体回收，即得到可再次循环使用的碱性离子液体1-乙基-3-甲基咪唑双氰胺盐。实施例3
一种碳酸二异辛酯的合成方法，具体包括如下步骤
(1)、在装有搅拌器、温度计、冷凝管、恒压滴液漏斗的250mL四口烧瓶中，加入90.56g异辛醇和2. 78gl-丁基-3-甲基咪唑双氰胺盐，加热升温至80°C，缓慢匀速滴加4. 76g碳酸二甲酯，滴加完后保持温度80°C反应3h得到反应液；
上述的碳酸二甲酯和异辛醇按摩尔比计算，即碳酸二甲酯异辛醇为1:12 ;
所用的离子液体为碱性离子液体1- 丁基-3-甲基咪唑双氰胺盐，其用量为碳酸二甲酯和异辛醇总质量百分比的2. 92% ；
(2)、改回流装置为蒸馏装置，将步骤(I)所得的反应液升温至150°C进行常压蒸馏8h以蒸除反应生成的甲醇；
将常压蒸馏所得的剩余物冷却至70 90°C，控制压力为90Kp进行第一次减压蒸馏
3h ；
将第一次减压蒸馏后的剩余物静置分层，所得的上层液体再控制压力为80Kp进行二次减压蒸馏5h，收集温度为160 190°C的无色液体即为碳酸二异辛酯，其质量为15. 44g，收率为93. 12% ；
上述的第一次减压蒸馏后的剩余物静置分层后，所得的下层棕色粘稠状液体回收，即得到可再次循环使用的碱性离子液体1- 丁基-3-甲基咪唑双氰胺盐。上述内容仅为本发明构思下的基本说明，而依据本发明的技术方案所作的任何等效变换，均应属于本发明的保护范围 。
权利要求
1.一种碳酸二异辛酯的合成方法，其特征在于以碳酸二甲酯和异辛醇为原料，以离子液体为催化剂，控制温度为80 90°C，反应I 3h得到的反应液控制温度为100 150°C进行蒸馏3 8h后，蒸馏后的剩余物冷却至70 90°C，控制压力为90Kp进行第一次减压蒸馏I 3h，将第一次减压蒸馏后的剩余物静置分层，分层后所得的上层液体再控制压力为SOKp进行第二次减压蒸馏2 5h，收集温度为160 190°C无色液体即为碳酸二异辛酷； 所述原料中碳酸二甲酯和异辛醇按摩尔比计算，即碳酸二甲酯异辛醇为1:2 12 ; 所述的离子液体催化剂用量为碳酸二甲酯和异辛醇总质量的3 4. 6%。
2.如权利要求1所述的一种碳酸二异辛酯的合成方法，其特征在于所用的离子液体催化剂为碱性离子液体1- 丁基-3-甲基咪唑双氰胺盐或碱性离子液体1-乙基-3-甲基咪唑双氰胺盐。
3.如权利要求1或2所述的一种碳酸二异辛酯的合成方法，其特征在于具体包括如下步骤 (I )、在容器中，加入异辛醇和离子液体催化剂，加热升温至80 90°C，控制滴加速率为5ml/min匀速滴加碳酸二甲酯，滴加完后保持温度80 90°C反应I 3h得到反应液； (2)、步骤(I)所得的反应液控制温度为100 150°C进行蒸馏3 8h后，蒸馏后的剩余物冷却至70 90°C，控制压力为90Kp进行第一次减压蒸馏I 3h，将第一次减压蒸馏后的剩余物静置分层，分层后所得的上层液体再控制压力为80Kp进行第二次减压蒸馏2 5h，收集温度为160 190°C无色液体即为碳酸二异辛酯。
4.如权利要求3所述的一种碳酸二异辛酯的合成方法，其特征在于所述的第一次减压蒸馏后的剩余物静置分层后的下层棕色粘稠状液体回收，即得可循环使用的碱性离子液体催化剂。
全文摘要
本发明公开一种碳酸二异辛酯的合成方法,即以碳酸二甲酯和异辛醇为原料，以离子液体为催化剂，控制温度为80～90℃反应1～3h，得到的反应液控制温度为100～150℃进行常压蒸馏3～8h后，所得剩余物冷却至70～90℃,控制压力为90kPa进行第一次减压蒸馏1～3h，将第一次减压蒸馏后的剩余物静置分层，所得的上层液体再控制压力为80kPa进行第二次减压蒸馏2～5h，收集温度为160～190℃无色液体即为碳酸二异辛酯。本发明的碳酸二异辛酯的合成方法，其合成工艺简易，反应条件温和，最终产物碳酸二异辛酯的收率较高，可达83.25～93.12%，离子液催化剂可重复使用。
文档编号C07C69/96GK103058873SQ20131004599
公开日2013年4月24日 申请日期2013年2月6日 优先权日2013年2月6日
发明者韩生, 曹磊昌, 贺丙飞, 王金钻, 王介妮, 刘扩金, 何忠义, 熊丽萍, 郁平, 孙揭阳, 高峰, 祝俊, 王爱民 申请人:上海应用技术学院