一种脂肪酰氯的制备方法与流程

文档序号:27429713发布日期:2021-11-17 21:37阅读:985来源:国知局

1.本发明涉及酰氯化反应领域,具体的涉及一种脂肪酰氯的制备方法。


背景技术:

2.酰氯是一种重要的中间体。目前,酰氯化方法主要有三氯化磷法、氯化亚砜法、五氯化磷法、光气法和固体光气(三光气)法等方法。
3.三氯化磷法由于副产物亚磷酸与产物难以完全分尽,所得产品需经精馏,因而产品的收率低,主要适用于制备低沸点酰氯,因反应中生成的亚磷酸不易挥发,可方便蒸出酰氯。五氯化磷法需固体投料,而且极易吸潮。氯化亚砜法制备酰氯反应条件温和,在室温或稍加热即可反应,产物除酰氯外其他均为气体,往往不需要提纯即可应用,纯度好,产率高,但是如果所生成酰氯的沸点与氯化亚砜的沸点接近,与氯化亚砜不易分离;另外此方法氯化亚砜的用量较大,通常为羧酸摩尔量的二倍以上,生产成本高,且设备腐蚀严重。目前,较理想的是光气酰氯化法,产品含量高,收率高,但是光气是剧毒气体,在使用、运输及储存过程中具有很大的危险性,另外光气来源也受到限制。
4.固体光气熔点高,挥发性低,低毒性,即使在沸点也仅有少量分解,在工业上仅把它当一般毒性物质处理,因此常作为光气的替代品。而且,固体光气的合成及参加化学反应所需的条件十分温和,而且选择性强,收率高,使用安全方便,且易运输储存。在医药、农药、有机化工和高分子材料等方面可完全取代光气或双光气参与相关化学品的合成,正日益受到广泛的应用。但至今在国内外的化学反应和化工生产中,固体光气作为酰氯化剂的很少,其主要原因是催化剂的难以选择。
5.传统的以固体光气为酰氯化剂的酰氯制备工艺,通常选择n,n

二甲基甲酰胺(dmf)为反应的催化剂,此催化剂闪点58℃,属于可燃液体。其爆炸限2.2

15.2%,存在爆炸风险。在酸的作用下分解成甲酸和二甲胺盐,而在碱的作用下则分解成甲酸盐和二甲胺,在酸、碱、水存在的系统中,化学性质不稳定,属于低毒类物质,用于制备个人护理品行业表面活性剂、保湿剂生产的基本原料脂肪酰氯,有一定安全隐患。


技术实现要素:

6.本发明的目的在于提供一种脂肪酰氯的制备方法,以固体光气作为酰氯化试剂,采用了一种新的催化剂,催化剂活性高,产品收率高,反应条件温和,且作为化妆品添加剂,具有防晒作用,简化了后处理流程。
7.为解决上述问题,本发明提供了一种脂肪酰氯的制备方法,在惰性气体环境下,将脂肪酸固体光气在催化剂催化下,发生反应制备得到脂肪酰氯。
8.优选的,所述催化剂为氧化锌。
9.在本发明的一些优选实施方式中,本发明的制备方法包括以下步骤:
10.(1)惰性气体置换反应釜内的空气,氧气存在可能会导致产品颜色加深、高温反应也会引起自燃;
11.(2)将脂肪酸、氧化锌加入至反应釜内,升温预热,再加入固体光气,;
12.(3)升温至反应温度,反应一段时间;
13.本发明所述步骤(2)中,预热温度为130

180℃,优选为140

170℃,更优选为150

160℃;压力按表压计为0.1

1mpa,优选为0.2

0.9mpa,更优选为0.3

0.5mpa;停留时间为20

50min,优选为25

48min,更优选为30

45min。
14.优选的,所述脂肪酸为c8、c10、c12、c14、c16、c18的直链饱和脂肪酸,优选为c10、c12、c14的直链饱和脂肪酸,更优选为月桂酸。
15.所述脂肪酸与固体光气加入量的摩尔比为2:1

4:1,优选2.5:1

3.5:1,更优选为2.8:1

3.2:1;
16.所述催化剂氧化锌与脂肪酸的质量比为0.003

0.028:1,优选为0.008

0.026:1,更优选为0.009

0.022:1。
17.本发明中,反应温度为170

200℃,优选为175

195℃,更优选为180

190℃;反应时间20

120min,优选为30

100min,更优选为40

90min。
18.本发明中,所述脂肪酸和/或固体光气需进行脱水处理,可在原料加入前进行脱水处理,也可在步骤(2)中加入固体光气后进行脱水。
19.本发明中,反应结束,反应液转移至熔融缓冲釜内,该釜操作温度180

200℃,氮气氛围下缓冲进行连续造粒包装。
20.本发明的积极效果在于:
21.(1)采用脂肪酸为原料,安全可靠,无毒副作用;
22.(2)氧化锌催化剂不仅在此反应中具有很好的催化活性,并且该固体催化剂化学性质稳定,可以作为物理防晒剂添加到产品中,无需进行产品提纯,后处理工艺简单,生产成本低。
23.(3)反应操作条件温和,易于实现工业化生产。
24.(4)本发明的脂肪酰氯既可以合成表面活性剂,也可以作为保湿剂生产的基本原料。
具体实施方式
25.以下实施例并非用来限定本发明的实施范围,如果不脱离本发明的精神和范围,对本发明进行修改或者等同替换,均应涵盖在本发明权利要求的保护范围当中。
26.催化剂氧化锌购自macklin;98wt%月桂酸(c12)、99wt%正辛酸(c8)、99wt%正癸酸(c10)、99wt%固体光气购自上海麦克林生化科技有限公司;99wt%棕榈酸(c16)、99wt%肉豆蔻酸(c14)购自默克supelco,99.9wt%n,n

二甲基甲酰胺(dmf)购自aladdin。
27.月桂酰氯收率通过配备有紫外检测器的液相色谱进行分析计算得到,液相色谱为安捷伦公司1200系列,配备有c18液相色谱柱,柱温设定40℃,以乙腈和0.05mol/l的nah2po4溶液为流动相,流速为1.0ml/min,紫外检测器360nm波长处进行检测,外标法进行定量。样品在进样前,先用超纯水适当稀释,加入过量二硝基氟苯溶液充分衍生化后,再进样分析。
28.实施例1
29.使用氮气置换完釜内空气,取870g月桂酸(c12脂肪酸)及8.526g氧化锌加入至带
搅拌的反应釜内,升温至160℃,0.5mpa的条件下,加入425g固体光气,脱除原料中的水分至废水罐中,停留时间30min,待原料带入的水分脱除后,升温至190℃,停留50min后,反应结束,反应液转移至熔融缓冲釜内,该釜操作温度190℃,氮气氛围下缓冲进行连续造粒包装,反应收率为87%。
30.月桂酸酰氯核磁谱图得到的数据:化学位移0.7

1多重峰3h;化学位移1.2

1.6多重峰18h;化学位移2.7

2.9多重峰2h。
31.实施例2
32.使用氮气置换完釜内空气,取620g正辛酸(c8脂肪酸)及2g氧化锌加入至反应釜内,升温至160℃,0.5mpa的条件下,加入425g固体光气,脱除原料中的水分至废水罐中,停留时间30min,待原料带入的水分脱除干净后,升温至190℃,停留50min后,反应结束,反应液转移至熔融缓冲釜内,该釜操作温度190℃,氮气氛围下缓冲进行连续造粒包装,反应收率为63%。
33.实施例3
34.使用氮气置换完釜内空气,取690g正癸酸(c10脂肪酸)及6.9g氧化锌加入至反应釜内,升温至130℃,0.1mpa的条件下,加入396g固体光气,脱除原料中的水分至废水罐中,停留时间50min,待原料带入的水分脱除干净后,升温至170℃,停留40min后,反应结束,反应液转移至熔融缓冲釜内,该釜操作温度200℃,氮气氛围下缓冲进行连续造粒包装,反应收率为67%。
35.实施例4
36.使用氮气置换完釜内空气,取505g肉豆蔻酸(c14脂肪酸)及5g氧化锌加入至反应釜内,升温至160℃,0.4mpa的条件下,加入216.5g固体光气,脱除原料中的水分至废水罐中,停留时间50min,待原料带入的水分脱除干净后,升温至170℃,停留40min后,反应结束,反应液转移至熔融缓冲釜内,该釜操作温度200℃,氮气氛围下缓冲进行连续造粒包装,反应收率为75%。
37.实施例5
38.使用氮气置换完釜内空气,取560g棕榈酸(c16)及6g氧化锌加入至反应釜内,升温至160℃,0.4mpa的条件下,加入229g固体光气,脱除原料中的水分至废水罐中,停留时间50min,待原料带入的水分脱除干净后,升温至170℃,停留40min后,反应结束,反应液转移至熔融缓冲釜内,该釜操作温度200℃,氮气氛围下缓冲进行连续造粒包装,反应收率70%。
39.实施例6
40.使用氮气置换完釜内空气,取705g月桂酸(c12脂肪酸)及14g氧化锌加入至反应釜内,升温至140℃,0.2mpa的条件下,加入413g固体光气,脱除原料中的水分至废水罐中,停留时间40min,待原料带入的水分脱除干净后,升温至185℃,停留70min后,反应结束,反应液转移至熔融缓冲釜内,该釜操作温度200℃,氮气氛围下缓冲进行连续造粒包装,反应收率为80%。
41.对比例1
42.使用氮气置换完釜内空气,取655g月桂酸(c12脂肪酸)及13g n,n

二甲基甲酰胺(dmf)加入至反应釜内,升温至160℃,0.4mpa的条件下,加入317g固体光气,脱除原料中的水分至废水罐中,停留时间40min,待原料带入的水分脱除干净后,升温至185℃,停留70min
后,反应结束,反应液转移至熔融缓冲釜内,该釜操作温度200℃,氮气氛围下缓冲进行连续造粒包装,反应收率为59%。
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