苯甲酸苄酯合成工艺改进研究
李 芸 (湖南轻工研究所 长沙 410007)
摘 要 研究了在有水存在下,利用相转移催化剂三乙胺催化苯甲酸钠和氯化苄的酯化反应。收率达80%～90%,酯含量在98%以上。该工艺操作简单,是一种较为简便的适合于工业化生产的合成方法。
关键词 苯甲酸苄酯 相转移催化剂 苯甲酸钠 氯化苄
中图分类号 O625 文献标识码 A 文章编号 1005-8435(1999)02-0023-02
A Study on Technological Improvement for Synthesis of Benzyl Benzoate
LI Yun
(Hunan Research Institute of Lig ht Industry Changsha410007)
A bstract Benzy l benzoate w as sy nthesized by the esterification of sodium benzoate and benzyl chloride in the presence of w ater and triethy lamine w hich w as taken as the phase transfer catalyst. Compared with o thers,this process w as simple and good economic benefits.The yield and purity w ere 80-90%and over98%,respectively.
Key words benzyl benzoate phase transfer catalyst sodium benzoate benzyl chloride
1 前 言
苯甲酸苄酯是具有近似杏仁香气的油状液体。常用作食品香料定香剂、人造麝香等固体香料的溶剂、糖果调味剂、医药卫生用品的防虫驱虫剂、塑料工业的增塑剂等[1]。
苯甲酸苄酯的合成工艺有:①用苄醇钠与苯甲醛反应合成;②用苯甲酸钠和苯甲酰氯在三乙胺存在下进行干酯化合成。两种工艺都是在无水条件下进行的,反应条件苛刻,操作复杂。近十几年来随着相转移催化反应的研究发展,在酯化合成中,已经常使用相转移催化剂(PTC)。常用的相转移催化剂是四丁基溴化铵(TBAB),三乙基苄基氯化铵(TEBAC),十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)[2]。但这些催化剂价格比较贵,经济上不合算。
笔者在总结文献的基础上,经过多次实验,寻找出一条较理想的工艺路线:以三乙胺作相转移催化剂,在水存在下催化苯甲酸钠与氯化苄进行酯化反应。湖南轻工研究所以该工艺为基础,实施了苯甲酸苄酯生产的工业化,其产品已投放市场。
2 实验部分
2.1 反应原理
苯甲酸钠与氯化苄的反应属两相反应,三乙胺作为相转移催化剂的机理是三乙胺与氯化苄可形成季铵盐化合物,此化合物可以携带氯化苄由有机相进入无机相,三乙胺起类似载体作用。
2.2 原料与仪器
主要原料:氯化苄、苯甲酸钠、三乙胺、碳酸钠、氯化钠(均为工业级产品)。
仪器:1102型气相色谱分析仪(上海分析仪器厂产)。
2.3 实验方法
在装有搅拌器、温度计、回流冷凝器的500ml 三口瓶中,依次加入144g苯甲酸钠、152g氯化苄、20g三乙胺、180g水,启动搅拌,油浴加热回流5h,然后将反应液倒入分液漏斗,静置分层。油层先用10%Na2CO3溶液与饱和食盐水混和液(体积比为3.5∶1)洗涤;再用饱和食盐水洗至pH为7后蒸馏。收集162～163℃/1.066kPa馏分,得成品160g,酯含量99%;得前馏分31g,经分析含苯甲酸苄酯75.2%(可以在下批酯化反应中应用)。反应的总收率为86.3%(以苯甲酸钠计)。
3 结果与讨论
3.1 催化剂的影响
相转移催化剂三乙胺的用量对反应影响较大,
第29卷第2期1999年4月
湖 南 化 工
HUNAN CHEM ICAL INDUS TRY
V ol.29No.2
April1999
实验结果如下:
三乙胺用量比(mol/mol)00.050.010.020.03收率(%)41.270.680.786.386.8
由上表可知:三乙胺用量愈多,反应速率愈快,收率愈高。但随着三乙胺用量增加,收率增加逐渐减慢。同时三乙胺不溶于水,用量过多后处理麻烦。所以从后处理及经济效益角度考虑,三乙胺的量定为三乙胺∶苯甲酸钠=0.02∶1(mol/mol)。
3.2 反应时间对收率的影响
反应时间对收率的影响较大,实验结果如下:
回流时间(h)23456
收率(%)68.376.180.786.383
由上表可知:回流时间5h最佳。回流时间低于5h,反应不完全,收率下降,回流时间超过5h,收率也下降,原因是时间过长,易生成高聚物。
3.3 反应物投料比的影响
由于氯化苄具有弱水解性,在酯化反应时会有一部分氯化苄水解,因此我们采取使氯化苄过量的方法,以提高酯化反应的收率。实验结果如下:氯化苄∶苯甲酸钠
(mol/mol)
1.05∶11.1∶11.15∶11.2∶11.3∶1
收率(%)72.379.182.686.386.7
氯化苄过量太多对收率增加不显著,反而破坏其产品苯甲酸苄酯的香气品质。投料比以氯化苄∶苯甲酸钠=1.2∶1(mol/mol)为宜。
3.4 反应温度的影响
温度升高,反应速度加快。但温度过高,副反应多。该酯化反应在100～110℃时进行为宜。
3.5 产品分析
合成出的产品经过1102型气相色谱仪分析,证明其纯度大于98%。该产品香气经有关调香师评香验证认为香气纯正。
4 结 语
在有水存在下利用三乙胺作相转移催化剂,催化苯甲酸钠和氯化苄的酯化反应,收率为80%～90%,酯含量在98%以上。该工艺操作简单,成品质量好,便于工业生产。
三乙胺作为相转移催化剂(PTC),原料易得,经济合算,催化性能较好。
参考文献
1 安家驹·实用精细化工辞典[M]·北京:轻工业出版社,1988·461 2 苏桂发·利用相转移催化合成苯甲酸苄酯[J]·精细石油化工, 1993,(2):33～34
作者简介:女,32岁,工程师
收稿日期:1998-12-10
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机氯产品(例如氯化聚乙烯、氯化聚丙烯、氯磺化聚乙烯、氯化聚氯乙烯等产品)的发展,使氯碱行业与石化工业更密切地合作;另一块是利用和发挥我省耗氯的优势产品光气,围绕光气做文章来发展一系列的耗氯产品和后续深加工产品(例如异氰酸酯等),形成1～2个有我省特色的氯产品。同时,要巩固、提高现有氯产品的质量和技术含量,使其具有竞争力(例如:氯苯和邻二氯苯等)。
3.3 开发加氢精细化工产品及其它优特产品
鉴于目前我省仍有部分氯碱企业氢气未利用的情况,应鼓励企业充分利用氢气资源,大力开发一系列加氢精细化工产品,如月桂醇、山梨醇、间苯二甲胺、甲基六氢苯酐、苯胺和对氨基苯酚等。
全省中小氯碱企业应从自己的实际出发,从自己的资源优势出发,避开大厂的锋芒,走“小而精”、“小而专”、“小而特”的产品结构优势的发展道路,提高产品的技术含量,搞出自己的特色;或跨行业与轻工、纺织、造纸、肥皂、味精、建材企业联营,进行优势互补;或与上游产出携手,利用煤矸石生产聚合氯化铝,利用硅铝矿生产硅铝酸钠(4A沸石)等。走你无我有、你有我优、低成本滚动发展道路。
3.4 优化工业布局,形成大型企业集团
我省氯碱工业现有的格局是计划经济时代大中小企业同时并举的产物。其弊端是厂家多,地域分散,难以形成规模经济。随着市场竞争愈演愈烈,我省氯碱企业的劣势越来越明显,竞争能力越来越弱。面对这个局势,应强化政府的导向作用,一方面坚持不再布新点,控制盲目发展,重点扶植有资源、技术优势和产品特色的企业,一方面加大企业之间的联合力度,以大型骨干企业为龙头,打破地区和行业界线,通过资本运作、低成本扩张、资产重组等形式改组或兼并中小企业,形成具有一定生产规模,原料、产品相配套的综合性企业集团。提高我省氯碱工业整体竞争能力。
作者简介:男,43岁,工程师
收稿日期:1999-04-10
24 湖 南 化 工 第29卷
