一种二甲基二碳酸盐的制备方法

2020/12/15 17:41:45

概述

二甲基二碳酸盐(又名:维果灵),具有式(I )的化学结构,是对饮料进行杀菌的一种食品添加剤。

美国有机化学杂志中公开了一种制备二甲基二碳酸盐的合成方法,由三光气与甲醇试剂,反应形成光气,光气再与甲醇进行取代,缩合,得到二甲基二碳酸盐。该方法使用毒性极大的三光气,并且其反应过程产生大量的盐酸气体,该方法操作繁杂,污染大,反应周期长,成本高,采用的原料毒性极大无法实现工业化生产。

美国专利US7420076中公开了由三月桂胺、氯甲酸甲酯混合在甲苯和水的混合液中,在滴加入液碱进行反应得到二甲基二碳酸盐的方法。该类方法反应时间长,收率低,得到的产品纯度不高,不适于实际生产。

法国专利Description of FR 1483560 (A)中公开了由三光气、三二胺和碳酸钾反应制得二甲基二碳酸盐的方法,

但该合成过程中需要过滤,有一定的危险性,且反应时间长,收率较低,所得的产品纯度也不高,不适合实际生产。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题,本发明的目的在于提供一种操作简便、成本低、收率高的制备二甲基二碳酸盐的方法。

所述的一种二甲基二碳酸盐的制备方法,其特征在于在不溶于水的有机溶剂中,以季铵盐为催化剂,以氯甲酸甲酯和碱溶液为原料,在(TC -25°c下反应0.5-3小时,反应结束后,分层,有机层经处理后,减压蒸馏收集200Pa,30°C _35°C的馏分,得到产品二甲基二碳酸盐。

所述的一种二甲基二碳酸盐的制备方法,其特征在于具体操作步骤如下:

1)搅拌下,将季铵盐加入到氯甲酸甲酯和不溶于水的有机溶剂混合溶液中,温度控制在0°C〜25°C下,0.5-3小时内滴加碱溶液反应,滴加完毕后,即反应结束,静置分层,弃去水层,有机层备用,所述的氯甲酸甲酯与碱溶液中碱的投料摩尔比为1.05-1.1:1 ;

2)在步骤I)得到的有机层中加入酸或酸性氧化物,室温下搅拌1-1.5小时,分层除去季铵盐,有机层加入干燥剂干燥除水,过滤;

3)将步骤2)得到的有机层通过蒸馏除去有机溶剤,继续减压蒸馏,收集200Pa,30°C _35°C的馏分,得到产品二甲基二碳酸盐。

所述的一种二甲基二碳酸盐的制备方法,其特征在于所述的季铵盐为十二烷基二甲基苄基氯化铵、三-(十二烷基)甲基氯化胺、三-(十四烷基)甲基氯化胺或四-(八烷基)氯化胺中的任意一种,季铵盐与氯甲酸甲酯的投料摩尔比为1:10-100。

所述的一种二甲基二碳酸盐的制备方法,其特征在于所述的碱溶液为质量百分含量为1-30%的氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液或氢氧化|丐溶液。

所述的一种二甲基二碳酸盐的制备方法,其特征在于所述的不溶于水的有机溶剂为二氯甲烷、二氯二烷、苯或甲苯,其投料量与氯甲酸甲酯的体积比为1-5:1。

所述的一种二甲基二碳酸盐的制备方法,其特征在于所述的温度为5°C -15°C。

所述的一种二甲基二碳酸盐的制备方法,其特征在于步骤2)中所述的酸或酸性氧化物为盐酸、硝酸、硫酸、磷酸或三氧化硫中的一种,投料量与氯甲酸甲酯的质量比为2-4:

所述的一种二甲基二碳酸盐的制备方法,其特征在于步骤2)中所述的干燥剂为无水氯化钙或无水硫酸镁,投料量为产品二甲基二碳酸盐质量的1-5%。

与现有技术相比,本发明的有益效果如下:

1)以季铵盐为催化剂,促进反应的完全,而且反应结束后容易除去,不会留在产品里,影响产品的纯度,避免了现有技术中使用的叔胺,因为叔胺能促进反应,条件控制不好,也能抑制反应的进行,而且不易完全除去,留在产品里,易使产品分解、变质的缺点;

2)本发明反应时间短,反应条件温和,室温即可,不但操作简单、而且安全性能高,成本低;

3)通过本发明的方法,通过减压蒸馏,200Pa, 30°C -35°C的馏分,得到二甲基二碳酸盐产品,反应收率高达81%以上,纯度高,GC=99.8%,凝固点17°C,符合食品添加剂要求;

4)本发明工艺简单,反应条件温和,时间短,成本低,收率高,适于工业化生产。

具体实施方式

以下结合说明书附图及实施例对本发明作进一步的说明:

在2000毫升反应瓶中,加入400g氯甲酸甲酯(工业级),400毫升二氯甲烷,加入143.82g十二烷基二甲基苄基氯化铵,搅拌,冷却至5〜15°C,滴加1166gl4%的氢氧化钠水溶液,滴加完毕,静置分层,水层弃去,有机层加入32g85%硫酸,室温搅拌1.5小吋,分层,有机层加入无水硫酸镁干燥,过滤,再减压蒸馏,先除去溶剤,再收集200Pa,30°C -35°C的馏分,得无色液体产物二甲基二碳酸盐232g,收率81.9%,凝固点17°C,GC纯度 99.9%。

本实施例中提及的酸、碱溶液浓度均为质量百分比浓度,不同。

本实施例用三-(十二烷基)甲基氯化胺、三-(十四烷基)甲基氯化胺或四-(八烷基)氯化胺代替十二烷基二甲基苄基氯化铵作催化剂,以二氯二烷、苯或甲苯代替二氯甲烷作溶剤,以氢氧化钾或氢氧化钙溶液代替氢氧化钠溶液,以盐酸、硝酸、磷酸或三氧化硫中的一种代替硫酸,以无水氯化钙代替无水硫酸镁干燥,均能得到同样的效果。

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