一种以生物质原料制备柠檬酸丁苄酯的方法

摘要

一种以生物质原料制备柠檬酸丁苄酯的方法，属于化学品合成及应用技术领域。本发明以生物质原料柠檬酸和一定比例的苯甲醇、正丁醇为原料，经过多相催化的分段反应：前期由柠檬酸和苯甲醇酯化反应一段时间后，再加入一定比例的正丁醇，继续反应得到柠檬酸丁苄酯。本发明所选用的催化剂为活性炭固载甲苯-4-磺酸，能够在催化的同时起到控制体系色泽的作用；本发明制得分子结构为不对称的酯产品，产品兼有丁酯和苄酯的特性，可以有效地改善柠檬酸三丁酯（TBC）在某些应用性能方面的缺陷，应用于高分子材料中能赋予其良好的透明度，力学性能及优异的耐溶剂抽出性能。

主权项

一种柠檬酸丁苄酯的制备方法，其特征在于：以生物质原料柠檬酸、苯甲醇和正丁醇为原料，通过两步反应得到柠檬酸丁苄酯，其分子结构是一种生物基多羧酸酯，无邻苯二甲酸酯类结构，具体步骤为：（1）催化剂制备：称取一定量粉末活性炭用去离子水洗涤至中性，120℃活化2h，将活性碳浸渍于质量浓度为25%~60%的甲苯‑4‑磺酸水溶液中，活性炭︰甲苯‑4‑磺酸水溶液质量比为1:5~10，常温搅拌30~40h，然后将反应液过滤、滤饼烘干至恒重，得到催化剂活性炭固载甲苯‑4‑磺酸npTSA/C；其中n为甲苯‑4‑磺酸溶液浓度；（2）两步法反应：在反应器中加入一水柠檬酸或无水柠檬酸、苯甲醇、催化剂pTSA/C、带水剂；苯甲醇︰一水柠檬酸或无水柠檬酸的摩尔比为0.4~3.0︰1，催化剂pTSA/C的用量为一水柠檬酸或无水柠檬酸质量的1.0%~4.0%，带水剂的用量为反应体系总质量的10%~20%，搅拌加热至反应温度为100~150℃；带水剂与反应产生的水形成二元共沸物除去；测定反应酸值，至酸值下降到基本不变后，再加入正丁醇，正丁醇︰一水柠檬酸或无水柠檬酸的摩尔比为0~4.5︰1，保证加入反应器中总的醇︰酸摩尔比为3.0~4.5︰1；继续反应，测定反应酸值，待酸值不再降低时停止反应，得到粗品柠檬酸丁苄酯；（3）精制：将步骤（2）所得粗品过滤出催化剂，用5%Na₂CO₃溶液中和至pH 7~9，水洗，水蒸气蒸馏脱除未反应的醇及带水剂，脱水，即得到产物柠檬酸丁苄酯。