棕榈酸异辛酯的合成工艺研究
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图1反应时间蒜衽率的影响
Fig.1 Influence of reaction time
on
试使用对甲基苯磺酸等有机酸系催化剂取代浓硫酸,
rate
conversion
对提高品质有较好效果。 (3)当使用醇过量工艺时,实验结尾存在减压脱 醇的工艺,是保证产品纯度的重要操作,应该结合减 压蒸馏的原理及注意事项,仔细操作。
量作为四个实验因素,设计正交实验表如表1。 根据正交表所得到的极差进行分析,极差越大,
影响实验就越大。从表1中可以看到反应温度对实验
万 方数据
2007年10月
棕榈酸异辛酯的合成工艺研究
从而影响酯的收率和纯度。较为理想的催化剂用量为
0.79。
慢可逆反应,此时反应速度趋近平衡,延长反应时间 效果不大,可选择反应时间为2.5h。
of iso-octyl
palmitate
as
with
palmitie
acid
and
iso-octanol
(2-ethyl
of the reagent
re—
hexylalcoh01),using
action
P-methyl-benzenesulfonic acid of catalyst,reaction
棕榈酸异辛酯也叫十六酸一2一乙基己酯,是一种 微黄色的油状液体,不易氧化、不变色、稳定性好,有 良好的润肤、延展和渗透性,是一种无毒、无刺激性、 无致敏性的非离子表面活性剂。棕榈酸异辛酯广泛应 用于化妆品中,对皮肤具有极好渗透、滋润和软化作 用,使皮肤柔润而无油腻感,是优良润肤剂,可用于膏 霜、粉底霜、口红、防晒油、发油、睫毛膏、眼影膏、油墨 等配方中[1],在化妆品中的用量一般为2%~5%。此 外也可用作纺织品的润滑剂眩]。近年来随着非离子表 面活性剂的不断兴起,人们也对棕榈酸异辛酯加大了 研究投入。目前有报道陈必强[343等研究人员采用固定 化假丝酵母脂肪酶合成棕榈酸异辛酯,虽具有反应条 件温和、设备简单、能耗低、产率高的特点,但酶催化
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的影响最大,次之是反应时间。催化剂和带水剂用量 对反应也存在影响,但相对温度与时间来说要影响小 些。 从上面的正交实验直观分析中可以看出,随着反 应时间的延长、温度的升高,酯化反应收率明显提高, 而催化剂的用量只是影响反应的速率,带水剂的增 加,但达到一定量的时候,反应收率反而降低,较优条 件为A3、B3、C3.D2。 由表1可知,酯化反应产物的折光率都在 1.444~1.447的标准范围内,可以基本判断产品就是 实验目的产物一棕榈酸异辛酯。 3.1温度对反应的影响 由表1可知,酯化产率随油浴温度的升高而增 加。酯化反应一般为吸热反应,提高反应温度可大大 加快酯化反应速度,缩短到达平衡的时间,有利于提 高酯化率。另外由于油浴温度的升高,增加了回流分 水的速度,也促进了反应的进行。当油溶温度为150℃ 时,2h内生成水迅速增加,再升高油溶温度,生成水量 的增加幅度不大,且在酸性催化剂存在下会引起副反 应甚至产生焦化而使反应混合物着色,导致产品质量 变差,回收醇质量恶化。综合考虑,油溶温度在140℃ 左右适宜,不仅产率最高,且该温度下反应混和物几
cal ix[4]crowned logic
gates
chiral
[J].Tetrahedron
2004,60(36):7827—7833. [6]C.D.Cutsche,M
procedures Iqbal,D.Stewart. synthesis
involving INHIBIT
nor—mal
and
643000,Sichuan,China)
TANG Kai,YAN Jie,LI Fu-lan,GAO
(Matedal
and ChemicM Engineering
Department,Siehuan
University
of Science&Engineering,Zigong
Abstract:Synthesis technology
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p
C齐
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折射 率
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5
2
实验部分
reverse
PET:NOR,XNOR
and
[J].Te—
for P—tert—butylcal ix[4]arene[J].J.
trahedron,2004,60(24):5171—5176. [9] 吕鉴泉,何锡文.新型主体分子噻唑偶氮基杯[n]芳烃衍生 物的合成及其对重金属离子的识别[J].高等学校化学学 报,2002,23(2):191—194.
收稿日期:2007—6—15
作者简介:唐楷(1981一),男,硕士,主要从事应用化学方面教学与科研工作。
万 方数据
露≯中闻体
・10・ Chemical Intermediate
2007年第10期
表1正交实验表
Tab.1 The plan of orthogonal
E test
纯,中国成都化学试剂厂;活性炭,上海魅宝活性炭有 限公司。 1.2实验仪器 四口烧瓶;SXKW型数显控温电热套;回流冷凝装 置;电动搅拌器;油循环真空泵;旋转蒸发仪,油浴锅 使用甲基硅油;WZS—1871858阿贝折光仪;常用玻璃仪 器。
实实实实实 验验验验验
05
1 O
2O 2O 25
89
85
8
如∞如如∞
O5
2.1实验方法 称取一定量棕榈酸、异辛醇于四口烧瓶中,开通 冷凝水和电动搅拌器,打开加热设备,对甲基苯磺酸 和环己烷从滴液漏斗缓慢加入,开始反应。大约在 65℃时烧瓶中的棕榈酸融化,与异辛醇完全混合,形 成白色透明液体。此时,加热系统继续加热,当温度升 到i00℃后,可以看到在不断有水生成,并被带水剂带 出,经冷凝管冷凝在分水器中,带水剂回流到反应烧 瓶中,持续反应3h左右,酯化反应结束。用3%的碳酸 钠碱液中和酯化产物液体至中-II(pH≈7),多次水洗, 用分液漏斗分层得上层得有机相,用活性炭脱色后进 旋转蒸发仪蒸馏,收集产品,初步计算产率。取少量产 品用阿贝折光仪测定产品折光率。 2.2分析方法 2.2.1酯化率的测定 酯化率=(1一反应后溶液中酸的量/反应前溶液 中酸的量)×100% 2.2.2产品纯度的测定 用95%无水乙醇洗涤镜片后,采用重蒸馏水校正 阿贝折光仪,用洁净的长滴管将待测样品液体2~3 滴均匀地置于下面棱镜的毛玻璃面上。关紧棱镜,调 节反射镜,使光线射入样品,然后轻轻转动棱镜手轮, 并在望远镜筒中找到明暗分界线。再调节棱镜调节手 轮,使分界线对准十字线交点。记录读数及温度,重复 测定1~2次阿]。测定多组实验产品折光率,与化妆品 行业折光率指标对照。
chiral acid
agent
0,0一bridged
thia—
evidence
for
cation-U
interactions
in
Solution
calix[4]crown
to
a
and its
application
[J].New J.Chem.,2000,24(3):155—158. [8]S.H.Lee,J.Y.Kim,S.K.Kim.Pyrene—appended.
工艺的影响因素极多,对于广大中小型化工企业来 说,技术推广难度较大。本文以酸催化酯化原理为基 础,采用对甲基苯磺酸替代浓硫酸作为催化剂,选用 环己烷作带水剂,取得了较好的效果。
1
实验主要药品与仪器
1.1实验试剂 棕榈酸,化学纯,浙江海盐日用化工厂;异辛醇, 分析纯,天津化学试剂一厂;对甲基苯磺酸,分析纯, 成都科龙化工试剂厂;环己烷,分析纯,成都市联合化 工试剂厂;甲苯,分析纯,上海化学试剂总厂;氢氧化 钠,分析纯,成都科龙化工试剂厂;无水碳酸钠,分析
产品纯度较高。 3.4催化剂对反应的影响 传统工艺使用浓硫酸作为酸催化剂,虽效果较 好,但有腐蚀设备严重、废水处理困难、产品色泽深等
[2]TLP
Baytown。DYEABLE
POLYOLEFIN
FIBER[P].US:
3607815,1971.
[3]陈必强,叶华,谭天伟.固定化假丝酵母脂肪酶合成棕榈 酸异辛酯[J].化工学报,2004,55(3):422—425. [4]工业成果集粹.酶法生产棕榈酸异辛酯首获成功[J].化工 中间体’2004,1(2):58. [5]于春梅_酶法合成棕榈酸异辛酯项目[J].精细与专用化学 品,2004,12(12):32. [6]陈必强,贺湘凌,等.酶法合成棕榈酸异辛酯[J].精细与专 用化品,2002,10(7):18—19. [7]奚关根.有机化学实验[M].上海:华东理工大学出版社,
参考文献:
[1]T
Nagasawa,T Kihara,S Itoh.Aqueous black ink composition 1999. for writing
board[P].US:5905102,
应速率下降,致使酯收率降低,因此,选择20mL环己 烷作为带水剂,同时反应温度控制为130℃左右,在这 样的温度下,反应产物的颜色较浅,几乎接近于无色,
3.3带水剂对反应的影晌 考虑到带水剂的特点,本研究初步选择带水剂为 甲苯和环己烷,但甲苯的毒性较大;并且甲苯作带水 剂的反应温度要高于环己烷作带水剂的反应温度;从 产品的颜色来看,甲苯作带水剂的产品颜色要深些, 因此,在实验过程中选择环己烷作带水剂。 由表1可知,增加带水剂用量可增大酯收率,但 带水剂量过多将导致反应体系中反应物浓度降低,反
l 40GC,收率达89.7%。
关键词:棕榈酸异辛酯;棕榈酸;异辛醇;催化酯化;合成 中图分类号:TQ225.12 文献标识码:A 文献标识码:1006—253x(2007)10—009—3
Study
Fra Baidu bibliotek
on
Synthesis of/so-Octyl palmitate
Han—yun,WANG Jin—ping
1995.66.
缺点。本研究使用对甲基苯磺酸作为催化剂,对设备
的腐蚀性较小、催化效率高,最后所得产品色泽浅,几 乎接近于无色透明。 由正交表可知,随催化剂用量的增加,酯收率基 本呈上升趋势,但催化剂量过多将导致副反应增加,
(上接第4页)
thesis of
an
inherently carboxylic solvating
3
实验结果与讨论
选取反应时间,反应温度,催化剂用量,带水剂用
乎不着色。 3.2反应时间对反应的影响 对甲苯磺酸为催化剂、异辛醇与棕榈酸的摩尔比 为1.5:1.0、反应温度120℃,改变反应时间,考察反 应转化率与时间的关系,如图1。由图l可知,反应 2.5h后,酯化率已不再明显增加,由于酯化反应为缓
2007年10月 科技与开发
棕榈酸异辛酯的合成工艺研究
棕榈酸异辛酯的合成工艺研究
唐楷,颜 杰,李富兰,高翰云,王金萍
(四川理工学院材料与化学工程系,四川自贡643000)
摘要:以棕榈酸、异辛醇(2一乙基己醇)为原料、对甲基苯磺酸为催化剂直接合成棕榈酸异辛酯。考 察了反应温度、催化剂用量、反应时间及带水剂用量对酯化反应的影响,确定了合成棕榈酸异辛酯的优 化反应条件:催化剂用量为0.1 5wt.%,反应回流分水2.5h,带水剂环己烷20mL,反应温度1 20~
89.7%when the molar ratio of alcohol
was
to
0.15%,temperature
120-140。C,cyclohexane was
20mL and reaction
Key words:iso-oetyl palmitate;palmitic acid;iso-oetanol;catalytic esterification;synthesis
catalyst,was and
was
described.The effects of the dewatering
temperature,amount
time
the
amount
on
the yield acid was
of esterification were investigated.The yield 1.5:1,weight percent of catalyst was time was 2.5h.