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CN105646149A - 一种高碳异构脂肪醇的制备方法 - Google Patents

一种高碳异构脂肪醇的制备方法 Download PDF

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张兆科
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    • C07C29/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
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Abstract

本发明属于有机合成技术领域，尤其涉及一种高碳异构脂肪醇的制备方法。将正醇和碱性溶液搅拌混合，升温反应3-5h，降温后加入催化剂，搅拌均匀后升温反应得产物，萃取、减压蒸馏，得目标产物。本发明的合成工艺简单，操作方法安全高效，原料廉价易得，副反应少，制得的高碳异构脂肪醇纯度高达95％以上，产率高达90％以上，便于实现工业化生产。

Description

一种高碳异构脂肪醇的制备方法
技术领域
本发明属于有机合成技术领域，尤其涉及一种高碳异构脂肪醇的制备方法。
背景技术
脂肪醇是表面活性剂的基础原料，其能够使表面活性剂具有更好的洗涤、润湿、防锈、渗透、分散、乳化、柔软、抗静电等功能特点。
高碳异构脂肪醇是一种在β位上带有长支链结构的伯醇。Gaerbel于1890年首次合成出格尔伯特醇，即异构醇，此后被人们所知。高碳异构脂肪醇具有如下特点：1)具有高分子量和低刺激性；2)具有支链结构，在极其低温下仍然保持液体状态；3)挥发度小；4)易生物降解；5)属伯醇，性质活泼，可制得多种衍生物；6)系饱和醇，稳定性高于其他不饱和产品，在高温下具有良好的氧化稳定性、耐水解性和良好的色泽。基于上述特点，高碳异构脂肪醇被广泛应用于化妆品、纺织印染助剂、纤维油剂、印刷油墨助剂、高级润滑油添加剂等领域。
但是传统的高碳异构脂肪醇合成工艺为：在金属/酸双功能催化剂及临氢的条件下，将直链正醇直接异构化为异构醇，过程较为复杂，涉及氢气的操作也十分危险，易造成安全事故；同时产率较低，伴随有大量副反应的发生，产品纯度达不到要求，无法满足一些高档化妆品对原材料的要求，阻碍了高碳异构脂肪醇的进一步应用。
发明内容
本发明针对上述现有技术存在的不足，提供一种工艺简单、产品产率和纯度高的高碳异构脂肪醇的制备方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种高碳异构脂肪醇的制备方法，步骤如下：
(1)将130～160份正醇和2～10份的碱性溶液依次加入三口瓶中混合，待搅拌均匀后升温至160～190℃，反应3～5h；
(2)将步骤(1)混合液后降温至20～25℃，加入0.2～0.5份催化剂，搅拌均匀后升温至190～230℃，反应5～8h；再继续升温至240～260℃,反应30min，然后降温至20～25℃；
(3)将步骤(2)的反应产物萃取，水洗至pH值为6～7；控制真空度保持在-0.096～0.098MPa，经减压蒸馏，收集170～260℃馏分，即得高碳异构脂肪醇。
进一步，步骤(1)中所述的正醇为正辛醇、正壬醇或正癸醇的一种或两种按照质量比1：1混合。
步骤(1)中所述的碱性溶液为质量浓度45％的氢氧化钾水溶液或氢氧化钠水溶液。
步骤(1)和步骤(2)中所述的搅拌速度为200～300rpm，优选为250rpm；搅拌时间为5～10min。
步骤(2)中所述的催化剂为锌粉、铜粉、氧化锌或氧化铜。
步骤(3)中采用100～160份正庚烷进行萃取。
本发明的有益效果是：本发明的合成工艺简单，操作方法安全高效，原料廉价易得，副反应少，制得的高碳异构脂肪醇纯度高达95％以上，产率高达90％以上，便于实现工业化生产。
本发明的反应原理：
CH3(CH2)nCH2OH→CH3(CH2)nCHO+H2
其中n为6-8。
具体实施方式
以下结合实例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
一种异构十六醇的制备方法，步骤如下：
(1)将130g正辛醇和3.5g、45wt％的氢氧化钠水溶液依次加入250ml三口瓶中混合，以250rpm的速度搅拌8min后升温至165℃，反应3h；
(2)将步骤(1)混合液后降温至20℃，加入0.28g锌粉，搅拌8min后升温至195℃，反应5h；再继续升温至240℃,反应30min，然后降至20℃；
(3)将步骤(2)的反应产物加入120g正庚烷萃取，水洗至pH值为6～7；控制真空度保持在-0.096～0.098MPa，经减压蒸馏，收集170～190℃馏分，得到111.02g无色透明液体，即为异构十六醇，产率为91.75％。
所得异构十六醇的具体结构式如下：
经WATER凝胶渗透色谱仪测试，制备得到的无色透明液体的数均分子量为238g/mol，Mw/Mn＝1.05。通过羟基含量滴定方法测出无色透明液体的羟基含量为7.15％，与理论羟基含量7.02％相近，判定产物即为异构十六醇。经高效液相色谱仪测试，所得产品纯度为96.79％。
实施例2
一种高碳异构脂肪醇的制备方法，步骤如下：
(1)将160g正癸醇和8.5g、45wt％的氢氧化钠水溶液依次加入250ml三口瓶中混合，以250rpm的速度搅拌10min后升温至190℃，反应5h；
(2)将步骤(1)混合液后降温至25℃，加入0.45g氧化锌，搅拌10min后升温至230℃，反应8h；再继续升温至260℃,反应30min，然后降温至25℃；
(3)将步骤(2)的反应产物加入160g正庚烷萃取，水洗至pH值为6～7；控制真空度保持在-0.096～0.098MPa，经减压蒸馏，收集240～260℃馏分，得到139.18g无色透明液体，即为异构二十醇，产率为92.17％。
所得异构二十醇的具体结构式如下：
经WATER凝胶渗透色谱仪测试，制备得到的无色透明液体的数均分子量为297g/mol，Mw/Mn＝1.08。通过羟基含量滴定方法测出无色透明液体的羟基含量为5.83％，与理论羟基含量5.61％相近，判定产物即为异构二十醇。经高效液相色谱仪测试，所得产品纯度为96.18％。
实施例3
一种高碳异构脂肪醇的制备方法，步骤如下：
(1)将145g正辛醇和正癸醇的混合物(两种原料的质量比为1:1)及6g、45wt％的氢氧化钾水溶液依次加入250ml三口瓶中混合，以250rpm的速度搅拌8min后升温至180℃，反应4h；
(2)将步骤(1)混合液后降温至22℃，加入0.4g氧化铜，搅拌8min后升温至215℃，反应7h；再继续升温至250℃,反应30min，然后降温至22℃；
(3)将步骤(2)的反应产物加入145g正庚烷萃取，水洗至pH值为6～7；控制真空度保持在-0.096～0.098MPa，经减压蒸馏，收集190～220℃馏分，得到123.94g无色透明液体，即为异构十八醇，产率为91.13％。
所制备异构十八醇的具体结构式如下：
经WATER凝胶渗透色谱仪测试，制备得到的无色透明液体的数均分子量为265g/mol，Mw/Mn＝1.04。通过羟基含量滴定方法测出无色透明液体的羟基含量为6.34％，与理论羟基含量6.23％相近，判定产物即为异构十八醇。经高效液相色谱仪测试，所得产品纯度为95.32％。
实施例4
一种高碳异构脂肪醇的制备方法，步骤如下：
(1)将130g正辛醇和4.5g、45wt％的氢氧化钠水溶液依次加入250ml三口瓶中混合，以200rpm的速度搅拌10min后升温至160℃，反应4h；
(2)将步骤(1)混合液后降温至20℃，加入0.3g铜粉，搅拌10min后升温至190℃，反应6h；再继续升温至245℃,反应30min，然后降温至20℃；
(3)将步骤(2)的反应产物加入135g正庚烷萃取，水洗至pH值为6～7；控制真空度保持在-0.096～0.098MPa，经减压蒸馏，收集170～190℃馏分，得到109.86g无色透明液体，即为异构十六醇，产率为90.79％。
所制备异构十六醇的具体结构式如下：
经WATER凝胶渗透色谱仪测试，制备得到的无色透明液体的数均分子量为235g/mol，Mw/Mn＝1.07。通过羟基含量滴定方法测出无色透明液体的羟基含量为7.26％，与理论羟基含量7.02％相近，判定产物即为异构十六醇。经高效液相色谱仪测试，所得产品纯度为97.01％。
实施例5
一种高碳异构脂肪醇的制备方法，步骤如下：
(1)将145g正辛醇和正癸醇的混合物(两种原料的质量比为1:1)及6.5g、45wt％的氢氧化钾水溶液依次加入250ml三口瓶中混合，以300rpm的速度搅拌5min后升温至185℃，反应4.5h；
(2)将步骤(1)混合液后降温至25℃，加入0.43g锌粉，搅拌5min后升温至220℃，反应7.5h；再继续升温至255℃,反应30min，然后降温至25℃；
(3)将步骤(2)的反应产物加入150g正庚烷萃取，水洗至pH值为6～7；控制真空度保持在-0.096～0.098MPa，经减压蒸馏，收集190～220℃馏分，得到124.52g无色透明液体，即为异构十八醇，产率为91.56％。
所得异构十八醇的具体结构式如下：
经WATER凝胶渗透色谱仪测试，制备得到的无色透明液体的数均分子量为268g/mol，Mw/Mn＝1.05。通过羟基含量滴定方法测出无色透明液体的羟基含量为6.31％，与理论羟基含量6.23％相近，判定产物即为异构十八醇。经高效液相色谱仪测试，所得产品纯度为95.13％。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种高碳异构脂肪醇的制备方法，其特征在于，步骤如下：
(1)将130～160份正醇和2～10份的碱性溶液依次加入三口瓶中混合，待搅拌均匀后升温至160～190℃，反应3～5h；
(2)将步骤(1)混合液后降温至20～25℃，加入0.2～0.5份催化剂，搅拌均匀后升温至190～230℃，反应5～8h；再继续升温至240～260℃,反应30min，然后降温至20～25℃；
(3)将步骤(2)的反应产物萃取，水洗至pH值为6～7；控制真空度保持在-0.096～0.098MPa，经减压蒸馏，收集170～260℃馏分，即得高碳异构脂肪醇。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的正醇为正辛醇、正壬醇或正癸醇的一种或两种按照质量比1：1混合。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的碱性溶液为质量浓度45％的氢氧化钾水溶液或氢氧化钠水溶液。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)和步骤(2)中所述的搅拌速度为200～300rpm，搅拌时间为5～10min。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述的催化剂为锌粉、铜粉、氧化锌或氧化铜。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中采用100～160份正庚烷进行萃取。
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