水杨酸环己酯的制备方法

2020/10/20 9:12:51

背景及概述[1-2]

水杨酸环己酯又名柳酸环己酯,C13H16O3,CyclohexylSalicylate,外观为无色至淡黄色透明油状液体,沸点115℃/4Pa,闪点155℃,相对密度1.112(25/25℃),折光指数1.532~1.536(20℃)。具有花香和香脂的香气,香气持久。水杨酸环己酯可用作花香型日化香精配方,可用于调配玉兰、晚香玉、素心兰、栀子、茉莉等花香型日用香精,用量在15%以内,IFRA没有限制规定。在日化香精中,广泛用于用作皂用、合成洗涤剂及化妆用香精的原料,尤其与水杨酸戊酯、水杨酸己酯搭配使用后,可对花香型香精起到极为有效的修饰性效果。产品典型用量2-5%,但不排除特别的肥皂里含量可达10%。

水杨酸环己酯工业合成大多以浓硫酸、固体酸等催化剂作用下,水杨酸与环己醇进行酯化反应得到粗品,经中和、水洗、减压分馏制得水杨酸环己酯,该方法酯化率较低,产品质量差,同时浓酸对设备的腐蚀非常严重,后续处理工艺复杂,大量的废水对环境产生污染,而且,水杨酸在常压下加热容易分解为苯酚和二氧化碳,而苯酚的存在导致产品香气质量的严重下降。也有使用硫酸氢钠作为催化剂,但副产物己醚大量产生,同时反应温度要求高,容易引起炭化,使产品颜色发黑,后续脱色处理非常困难。水杨酸己酯通常是在浓硫酸的催化下,由水杨酸和正己醇酯化反应制得,但是该法酯化率较低,产品质量差,对设备的腐蚀严重,后处理工艺复杂,大量废液对环境污染严重,为改进生产工艺,绿色催化剂的研究成为热点。铁钾矾是一种新型Lewis酸,对多种有机反应,特别是酯化反应表现出很高的催化活性,而且用量少,对设备无腐蚀,对环境友好,具有工业应用价值。

制备[1-2]

方法1:根据化学平衡移动原理,综合考虑各方面的因素,采用醇过量的方法。酯化反应在配有温度计、分水器、回流冷凝管、电动搅拌器的三颈瓶中进行,反应时加入一定量的水杨酸、正己醇、带水剂以及催化剂铁钾矾。启动电动搅拌器,电热套加热,控制反应温度,回流一定时间后,静止,冷却,倾出反应液并将有机相用饱和碳酸氢钠溶液进行洗涤,以除去多余的酸。用饱和氯化钠溶液洗至中性。最后用无水硫酸钠干燥分出酯层,过滤后转移到烧瓶中蒸馏,收集167~

168°C、1.6kPa时的馏分(温度计未经校正),即得无色透明有香气的液体。

方法2:合成水杨酸环己酯的方法,包括以下步骤:

A、将环己醇从保温的环己醇储罐经化工物料泵打入保温的环己醇高位槽中备用;

B、从环己醇高位槽向酯化反应釜内加入环己醇,从水杨酸甲酯高位槽向酯化反应釜内加入水杨酸甲酯,从酯化反应釜的手孔加入负载型固体碱催化剂,开启酯化反应釜搅拌机混合均匀;

C、打开蒸汽阀门对酯化反应釜进行升温,控制反应温度120~150℃,反应时间4~12小时;

D、滴加结束后,取样进行气相色谱检测,以后每间隔1小时取样进行检测,当水杨酸甲酯含量小于1.5%时,维持温度继续反应2小时后,降温终止反应;

E、向酯化反应釜通入氮气,将反应液用氮气压送到自动反冲洗精密过滤器进行过滤,过滤器液相滤液用氮气压到反应粗品中间罐;

F、将反应粗品中间罐内反应液转移到水洗釜中,加入清水,开启搅拌器搅拌1小时后,通过釜底退料方式将水洗后的反应粗品用物料转移泵打入静置高位槽中,静置分层2小时;

G、静置结束后,水层通过静置高位槽锥底放入包装桶,待下一批次水洗时重复利用;油层转移到釜式精馏塔中,升釜温至50~90℃,常压下回收残余的副产物甲醇,甲醇回收结束后,升釜温至90~120℃,开启水喷射真空泵,在1~1.67kPa压力下,全回流,回收过量的环己醇;所得环己醇经釜式精馏塔自带的冷凝器和螺旋板换热器B冷凝后,通过真空接收罐收集环己醇放入包装桶;环己醇回收结束后,升釜温至120~180℃,开启水喷射真空泵+罗茨真空泵组合真空机组,在真空压力133~1000Pa、塔顶温度120~150℃、回流比1∶1~1∶12条件下进行分馏,所得水杨酸环己酯经釜式精馏塔自带的冷凝器和螺旋板换热器B冷凝后,通过真空接收罐17收集水杨酸环己酯产品,放入产品暂存罐中。

主要参考资料

[1] CN201510943872.6 以固体碱为催化剂合成水杨酸环己酯的装置及方法

[2] 水杨酸己酯的催化合成

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