一种异壬酸异壬酯的制备方法及应用与流程

1.本发明属于化学合成领域，尤其涉及一种异壬酸异壬酯的制备方法及应用。


背景技术：

2.异壬酸异壬酯俗称合成蚕丝油，是奇数的中链支化脂肪醇与奇数的中链支化脂肪酸合成的无色无味的液体单酯，具有独特的多甲基支链结构，异壬酸异壬酯具有粘度低，肤感清爽，无油腻感的特性。并且对硅油具有极其高的溶解性，胶状硅油也可溶，可解决硅油低温析出的问题，在含硅油的配方中非常稳定。其对色料也有很好的分散能力，是极佳的润肤剂。
3.现有的异壬酸异壬酯生产工艺是以异壬酸、异壬醇为原料，用酸催化剂或者金属催化剂，但是由于异壬酸、异壬醇活性问题，使用异壬酸、异壬醇直接反应会使异壬酸和异壬醇不能反应完全，为之后的提纯带来困难。异壬酸和异壬醇残留在最终产品中，将会影响产品性能、缩短产品保质期。为了使异壬酸和异壬醇反应完全，现有工艺使用有机物甲苯或者环己烷作为带水剂，通过酯化反应合成异壬酸异壬酯。但是使用甲苯或者环己烷作为带水剂，在酯化反应结束后，会有甲苯或者环己烷留在异壬酸异壬酯中，增加后面提纯阶段的工序，若最终产品中有甲苯或者环己烷残留，应用在化妆品中将对人体产生危害。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明第一个方面提出一种异壬酸异壬酯的制备方法，能够在环境友好的情况下得到高品质的异壬酸异壬酯。
5.本发明的第二个方面提出了一种化妆品。
6.根据本发明的第一个方面，提出了一种异壬酸异壬酯的制备方法，包括如下步骤：
7.s1：将异壬酸、醇和催化剂混合，酯化反应，得到异壬酸乙酯；
8.s2：向s1制得的异壬酸乙酯中加入异壬醇进行酯交换反应，中和，水洗，减压蒸馏，得到异壬酸异壬酯。
9.在本发明中，以异壬酸和醇为原料，酯化反应合成异壬酸乙酯，再加入异壬醇进行酯交换反应，然后加入中和剂，水洗后，减压蒸馏得到异壬酸异壬酯。
10.在本发明的一些实施方式中，s1所述醇选自乙醇、1-丙醇和2-丙醇中的至少一种。
11.在本发明的一些实施方式中，s1所述醇的反应活性高于异壬醇。
12.在本发明中，s1所述醇在酯化反应中既做反应物也做带水剂，且所述醇的活性比异壬醇高，更有利于酯化反应正向进行，能使异壬酸反应更加完全。
13.在本发明的一些实施方式中，s1所述酯化反应的温度为70℃～85℃。
14.在本发明的一些实施方式中，s1所述酯化反应的时间为6h～8h。
15.在本发明的一些优选的实施方式中，s1所述异壬酸与所述醇的质量比为1：(0.3～1.8)。
16.进一步地，所述异壬酸与所述醇的质量比为1：(0.4～1.0)。
17.在本发明的一些优选的实施方式中，s1所述异壬酸与催化剂的质量比为1：(0.02～0.1)。
18.进一步地，所述异壬酸与所述催化剂的质量比为1：(0.04～0.085)。
19.更进一步地，所述异壬酸与所述催化剂的质量比为1：(0.04～0.07)。
20.在本发明的一些优选的实施方式中，s1所述催化剂为酸催化剂。
21.在本发明中，酸催化剂将质子转移至羧酸的羰基氧上，增强了羰基碳的亲电性，有利于亲核试剂醇的攻击，使酯化反应的正向进行。
22.在本发明的一些优选的实施方式中，所述酸催化剂选自对甲苯磺酸钠、硫酸、亚磷酸、次磷酸、氨基磺酸中的至少一种。
23.在本发明的一些优选的实施方式中，所述异壬酸与所述异壬醇的质量比为1：(1～5)。
24.进一步地，所述异壬酸与所述异壬醇的质量比为1：(2～4)。
25.在本发明的一些优选的实施方式中，s2中所述酯交换反应的温度为80℃～95℃。
26.在本发明的一些优选的实施方式中，s2中所述酯交换反应的时间为6h～8h。
27.在本发明的一些优选的实施方式中，s2中所述中和为使用碱中和剂进行反应。
28.在本发明的一些优选的实施方式中，所述中和具体为：加入碱中和剂，常温常压搅拌1h～2h。
29.在本发明的一些优选的实施方式中，所述碱中和剂选自碳酸钠、氢氧化钠、碳酸钾、氢氧化钾、碳酸氢钠中的至少一种。
30.在本发明中，碱中和剂是中和酸催化剂及未反应完的异壬酸，提高产品异壬酸异壬酯的品质。
31.在本发明的一些更优选的实施方式中，所述碱中和剂与s1所述异壬酸的质量比为(0.02～0.1):1。
32.进一步地，所述碱中和剂与s1所述异壬酸的质量比为(0.04～0.085):1
33.更进一步地，所述碱中和剂与s1所述异壬酸的质量比为(0.04～0.07):1。
34.在本发明的一些更优选的实施方式中，s2所述水洗具体为：向中和后的溶液加水，搅拌，静置至分层，取上层液体，重复水洗。
35.在本发明中，所述重复水洗的目的是洗去中和产物。
36.在本发明的一些更优选的实施方式中，s2所述搅拌的时间为20min～40min。
37.进一步地，所述水洗的次数为2～4次。
38.在本发明的一些更优选的实施方式中，所述减压蒸馏的温度为120℃～130℃。
39.在本发明的一些更优选的实施方式中，所述异壬酸的纯度≥99.5％，s1中所述醇的纯度≥99.0％，所述异壬醇的纯度≥95.0％。
40.本发明中，上述原料的纯度越高越有利于提高反应速率及异壬酸异壬酯的品质。
41.根据本发明的第二个方面，提出了一种化妆品，所述化妆品包括由第一方面所述的制备方法制得的异壬酸异壬酯。
42.在本发明的一些实施方式中，所述化妆品选自护肤产品、彩妆中的至少一种。
43.在本发明的一些实施方式中，所述化妆品是以下形式：洗面奶、柔肤水、护肤啫喱、
护肤乳液、护肤霜、精华液、眼霜、面膜、粉底液、遮瑕膏、唇膏。
44.本发明的有益效果为：
45.相对于现有技术，本发明异壬酸异壬酯的制备方法简单易操作，减少了有机带水剂甲苯或者环己烷的使用，环境友好，并能减少异壬酸、异壬醇的残留，能得到更优质的异壬酸异壬酯。
46.将本发明制备的异壬酸异壬酯制备的化妆品可具有优良的存储稳定性、优良的外观和优良的使用感。
附图说明
47.下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：
48.图1为本发明实施例1制备的异壬酸异壬酯的气相色谱图；
49.图2为本发明实施例2制备的异壬酸异壬酯的气相色谱图；
50.图3为本发明实施例3制备的异壬酸异壬酯的气相色谱图；
51.图4为本发明实施例4制备的异壬酸异壬酯的气相色谱图；
52.图5为本发明对比例1制备的异壬酸异壬酯的气相色谱图。
具体实施方式
53.以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。
54.实施例1
55.本实施例制备了一种异壬酸异壬酯，具体过程为：
56.将237g异壬酸、95g乙醇和19.0g对甲苯磺酸加入1000ml圆底烧瓶中，加热蒸馏，温度保持为78℃，搅拌进行酯化反应，反应时间为6h。加入474g异壬醇，真空度保持在-0.90mpa，温度保持为85℃，搅拌进行酯交换反应，反应时间为6h，降温至常温，加入19.0g氢氧化钠，常温常压搅拌1h，加入200ml水，搅拌30分钟，静置至分层，取上层液体，重复水洗3次，最后，120℃减压蒸馏得异壬酸异壬酯。经气相色谱法检测产品纯度为94.61％。如图1为本实施例制备的产品的气相色谱图，其分析结果如表1所示。
57.表1.分析结果
[0058][0059]
从图1和表1可看出，其中第7个峰为异壬酸异壬酯(保留时间t＝13.961min)，其含量为94.6105％，保留两位小数后产品纯度为94.61％。
[0060]
实施例2
[0061]
本实施例制备了一种异壬酸异壬酯，具体过程为：
[0062]
将237g异壬酸、142g乙醇和14.2g硫酸加入2000ml圆底烧瓶中，加热蒸馏，温度保持为82℃，搅拌进行酯化反应，反应时间为7h。加入711g异壬醇，真空度保持在-0.90mpa，温度保持为90℃，搅拌进行酯交换反应，反应时间为7h，降温至常温，加入14.2g氢氧化钾，常温常压搅拌2h，加入200ml水，搅拌30min，静置至分层，取上层液体，重复水洗3次，最后，125℃减压蒸馏得异壬酸异壬酯。经气相色谱法检测产品纯度为95.74％。如图2为本实施例制备的产品的气相色谱图，其分析结果如表2所示。
[0063]
表2.分析结果
[0064][0065]
从图2和表2可看出，其中第6个峰为异壬酸异壬酯(保留时间t＝13.937min)，其含量为95.7377％，保留两位小数后产品纯度为95.74％。
[0066]
实施例3
[0067]
本实施例制备了一种异壬酸异壬酯，具体过程为：
[0068]
将237g异壬酸、190g乙醇和9.5g亚磷酸加入2000ml圆底烧瓶中，加热蒸馏，温度保持为80℃，搅拌进行酯化反应，反应时间为8h。加入1092g异壬醇，真空度保持在-0.90mpa，温度保持为90℃，搅拌进行酯交换反应，反应时间为7h，降温至常温，加入9.5g氢氧化钠，常温常压搅拌1h，加入200ml水，搅拌30min，静置至分层，取上层液体，重复水洗3次，最后，125℃减压蒸馏得异壬酸异壬酯。经气相色谱法检测产品纯度为95.17％。如图3为本实施例制备的产品的气相色谱图，其分析结果如表3所示。
[0069]
表3.分析结果
[0070][0071]
从图3和表3可看出，其中第6个峰为异壬酸异壬酯(保留时间t＝13.988min)，其含量为95.1661％，保留两位小数后产品纯度为95.17％。
[0072]
实施例4
[0073]
本实施例制备了一种异壬酸异壬酯，具体过程为：
[0074]
将237g异壬酸、237g乙醇、9.5g对甲苯磺酸、9.5g次磷酸加入1000ml圆底烧瓶中，加热蒸馏，温度保持为75℃，搅拌进行酯化反应，反应时间为6h。加入237g异壬醇，真空度保持在-0.90mpa，温度保持为82℃，搅拌进行酯交换反应，反应时间为6h，降温至常温，加入200ml碳酸钠饱和水溶液，常温常压搅拌1h，加入200ml水，搅拌30min，静置至分层，取上层液体，重复水洗3次，最后，120℃减压蒸馏得异壬酸异壬酯。经气相色谱法检测产品纯度为95.94％。如图4为本实施例制备的产品的气相色谱图，其分析结果如表4所示。
[0075]
表4.分析结果
[0076]
[0077][0078]
从图4和表4可看出，其中第4个峰为异壬酸异壬酯(保留时间t＝13.932min)，其含量为95.9417％，保留两位小数后产品纯度为95.94％。
[0079]
实施例5
[0080]
本实施例提供一种由实施例1中制备的异壬酸异壬酯制备口红的应用，包括如下质量份的原料：
[0081]
异壬酸异壬酯10份；
[0082]
鲸蜡基聚二甲基硅氧烷20份；
[0083]
辛酸癸酸甘油三酯5份；
[0084]
棕榈酸异辛酯5份
[0085]
聚二甲基硅氧烷醇白池花籽油酸酯9.2份；
[0086]
白蜂蜡9份
[0087]
山茶树提取物3.5份；
[0088]
硬酯醇聚醚-20 2份；
[0089]
1.2-丙二醇6份；
[0090]
色浆30份；
[0091]
香精0.1份；
[0092]
尼泊金甲酯0.1份；
[0093]
辛酰羟酸肟0.1份；
[0094]
制备方法为：
[0095]
(1)将异壬酸异壬酯、鲸蜡基聚二甲基硅氧烷、辛酸癸酸甘油三酯5份、棕榈酸异辛酯、聚二甲基硅氧烷醇白池花籽油酸酯、白蜂蜡、山茶树提取物、丙二醇、硬酯醇聚醚-20、1,2-丙二醇、色浆、尼泊金甲酯、辛酰羟酸肟85℃下搅拌均匀，冷却至50℃，得到混合液a；
[0096]
(2)将香精加入混合液a，50℃搅拌均匀，快速将混合好的物料注入口红模具中，冷却至室温。
[0097]
对比例1
[0098]
本对比例制备了一种异壬酸异壬酯，采用异壬酸和异壬醇直接反应，并加入带水
剂，具体过程为：
[0099]
将237g异壬酸、237g异壬醇、9.5g对甲苯磺酸、9.5g次磷酸、20g二甲苯加入1000ml圆底烧瓶中，加热蒸馏，温度保持为90℃，真空度保持在-0.90mpa，搅拌进行酯化反应，反应时间为12h。降温至常温，加入200ml碳酸钠饱和水溶液，常温常压搅拌1h，静置至分层，取上层液体，重复水洗3次，最后，120℃减压蒸馏得异壬酸异壬酯。经气相色谱法检测产品纯度为91.94％。如图5为本对比例制备的产品的气相色谱图，其分析结果如表5所示。
[0100]
表5.分析结果
[0101][0102]
从图5和表5可看出，其中第5个峰为异壬酸异壬酯(保留时间t＝14.044min)，其含量为91.9379％，保留两位小数后产品纯度为91.94％，第2个峰为异壬酸(保留时间t＝4.315min)，其含量为0.4036％，说明本发明的方案相比于对比例1不仅减少了有机带水剂的使用，环境友好，还能得到更优质的异壬酸异壬酯。
[0103]
测试例
[0104]
本测试例将实施例1及对比例1中制得的产品密封放置于60℃恒温箱中，定期测试其纯度，所得数据如下表所示：
[0105]
时间(天)实施例1纯度(％)对比例1纯度(％)3094.5885.496093.7273.217589.3652.649076.5633.28
[0106]
由表中可知，由于对比例1中微量的异壬酸将加速异壬酸异壬酯的水解，导致其在60℃恒温30天纯度就降低至90％以下，而实施例1的产品中没有异壬酸，其在60℃恒温条件
下60天纯度仍有93.72％。
[0107]
上面对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。