CN102924407A

CN102924407A - 一种一元羧酸缩水甘油酯的精制方法

Info

Publication number: CN102924407A
Application number: CN2012105029064A
Authority: CN
Inventors: 李毅; 肖英; 黄超明; 王玲; 陈春玉; 程长明; 刘杨; 朱林
Original assignee: Southwest Research and Desigin Institute of Chemical Industry
Current assignee: Southwest Research and Desigin Institute of Chemical Industry
Priority date: 2012-11-30
Filing date: 2012-11-30
Publication date: 2013-02-13

Abstract

本发明涉及一种一元羧酸缩水甘油酯的精制方法，目的在于解决一元羧酸缩水甘油酯粗品中含有重组分的精制问题，一元羧酸缩水甘油酯为热敏性物质，易在高温下聚合，目前采用的传统精馏方法以及薄膜蒸发器法的精馏操作需要在高温条件下进行，影响了产品的质量及收率，而采用本发明的处理方法即可避免在高温下高真空蒸馏，同时提高了产品的质量和收率。该方法包括如下步骤：（1）碱洗分离操作；（2）水洗分离操作；（3）蒸馏除水。本发明的精制方法，既降低了操作过程中的温度，降低了能耗，又能保证产品的收率达到99%以上，更为突出的是提高产品的质量，显著降低了一元羧酸缩水甘油酯的杂质含量和色度，提高了生产效益。

Description

一种一元羧酸缩水甘油酯的精制方法

技术领域

本发明涉及化工分离领域，尤其是一种C10叔碳酸钴橡胶粘合促进剂的制备方法。

背景技术

一元羧酸缩水甘油酯的结构式如下：

。

特别地，当R为叔碳结构时，该一元羧酸即为叔碳酸缩水甘油酯。其结构式如下：

，其中R₁、R₂分别为1～6个碳原子的直链或支链结构的相同或不相同的烷基，R₁+R₂=C7。

叔碳酸缩水甘油酯具有环氧官能团端基，广泛应用于汽车原装漆和修补漆用的溶剂型配方中，使用叔碳酸缩水甘油酯的主要优点是可以降低所合成的树脂的粘度，提高树脂的丰满度、耐候性（耐碱性与耐水性）与附着力，作为活性稀释剂，特别适用于丙烯酸树脂和聚酯树脂。

已有文献报道叔碳酸缩水甘油酯的制备方法，CN200710056829.3；CN99811327.1；以及CN201010291671中均有报道，以上方法均采用叔碳酸或叔碳酸钠盐和环氧氯丙烷做原料来制备叔碳酸缩水甘油酯，其反应过程如下：

一、用叔碳酸做原料制备产品

。

二、用叔碳酸钠盐做原料制备产品

。

由于反应体系中加入有碱性物质氢氧化钠，体系呈碱性，环氧氯丙烷易于开环生成3-氯代-1,2-丙二醇和1,2-二氯代丙醇，这两种物质均是含氯的杂质，沸点分别为213℃和174℃，需要用高温减压间歇精馏的方式去除，对产品的质量有影响。产品叔碳酸缩水甘油酯D在碱性条件下会逆向转化成物质C（叔碳酸-3-氯-2羟基-丙酯），物质C中含有氯原子，对产品质量也有影响，因此要提高产品纯度必须脱除以上所述的杂质。

US 5880297报道了一种处理叔碳酸缩水甘油酯重产物的方法，通过刮板式薄膜蒸发器对含重组分的叔碳酸缩水甘油酯进行蒸馏精制，该法可以将重组分的含量由9.67%降到4.65%，同时降低了色度和环氧当量值，提高了产品的质量。但该方法中需要加热至115℃，同时需要高真空条件，设备投资高，且产品质量还有待提高。

CN 102408396 A 报道了叔碳酸缩水甘油酯的制备方法，由环氧氯丙烷、叔碳酸和氢氧化钠在水和与水共溶的溶剂异丙醇中反应，通过滴加方法加入叔碳酸和氢氧化钠，制备所得粗产品经过蒸馏得到产品，产品纯度可达99%，但该专利中的精馏方法需要的能耗高。

发明内容

一元羧酸缩水甘油酯为热敏性物质，易在高温下聚合，目前采用的传统精馏方法以及薄膜蒸发器法的精馏操作需要在高温条件下进行，影响了产品的质量及收率。针对上述现有技术的不足和问题，本发明的目的是提供一种试验条件温和、设备简单，投资低，处理得到的产品纯度高的一元羧酸缩水甘油酯的精制方法。

本发明的上述目的是通过如下技术方案实现的：

一种一元羧酸缩水甘油酯的精制方法，包括如下步骤：

（1）碱洗操作：将含有重组分的一元羧酸缩水甘油酯粗品与碱按重量比为（5～50）：1加入到碱洗反应釜中，温度控制在20℃～100℃，搅拌时间为10min～180min，然后静置5min～120min，放出下层的碱性物质；

（2）水洗操作：碱洗操作后，将与一元羧酸缩水甘油酯粗品的重量比为1:（0.1～10）的水加入到水洗釜中，温度控制在20℃～95℃，搅拌时间为10min～180min，然后静置5min～120min，放出下层的废水；

（3）将所得液体蒸馏除水，得到即为精制后的一元羧酸缩水甘油酯。

在本发明中，所述的一元羧酸缩水甘油酯主要是指脂肪族一元羧酸缩水甘油酯，包括但不限于碳原子数为5-20的直链或支链一元羧酸缩水甘油酯，优选碳原子数为5-10。

在本发明中，一元羧酸缩水甘油酯中杂质含量为5-10%，优选为5.1-5.6%。

作为优选，本发明所述的碱是指在本领域常用作碱使用的物质，包括但不限于：碱金属氢氧化物、碱金属醇盐、碱金属盐等；更优选为碱金属氢氧化物，例如氢氧化钠、氢氧化钾，或碱金属醇盐，例如含有1～6个碳原子的醇的钠盐或钾盐，更优选甲醇钠、乙醇钠、叔丁醇钾。

进一步的，在本发明中，所述步骤（1）中，温度控制在35℃～90℃，搅拌时间为20min～120min。静置时间为10～90min。

所述步骤（2）中，温度控制在35℃～80℃，搅拌时间为20min～120min。静置时间为10～90min。

在本发明中，所述步骤（2）完成后，可以重复步骤（1）和（2），然后再进行步骤（3）操作，重复次数为1-2次，优选为1次。

在本发明中，所述步骤（2）中，水与一元羧酸缩水甘油酯的质量比为1:0.5～1:5。

采用本发明的处理方法即可避免在高温下高真空蒸馏，同时提高了产品的质量和收率。本发明的精制方法，既降低了操作过程中的温度，降低了能耗，又能保证产品的收率达到99%以上，更为突出的是提高产品的质量，显著降低了一元羧酸缩水甘油酯的环氧当量值和色度，提高了生产效益。

发明人通过大量实验发现，通过本发明的方法所可以将杂质含量5%的叔碳酸缩水甘油酯产品精制为杂质含量为1%的叔碳酸缩水甘油酯纯品，收率达到99%以上。产品的Pt/Co色度可以大大降低，由初始的60降为7.5，提高了产品的纯度。

本发明的精制方法设备简单，操作容易，可大幅提高产品质量，具有良好的经济效益。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

实施例1

向带有搅拌器、温度计以及玻璃分水器的三口的1000mL烧瓶中，加入杂质含量为5.1%的叔碳酸缩水甘油酯粗品（Pt/Co色度60）300g，氢氧化钠水溶液6g（氢氧化钠重量百分比为50%）常温搅拌120min，静置40min，排出下层溶液。然后向反应釜中加入蒸馏水500g，常温搅拌10min，静置120min，将下层溶液排出。然后再加入500g蒸馏水，常温搅拌10min，静置120min，排出下层，水洗过程重复5次。然后进行蒸馏除水，即得到叔碳酸缩水甘油酯产品。产品收率99.1%，杂质含量1.3%，产品色度10。

实施例2

向带有搅拌器、温度计以及玻璃分水器的三口的1000mL烧瓶中，加入杂质含量为5.4%的叔碳酸缩水甘油酯粗品（Pt/Co色度55）250g，氢氧化钠水溶液15g（氢氧化钠重量百分比为50%）加热至50℃，搅拌10min，静置120min，排出下层溶液。然后向反应釜中加入蒸馏水13g，加热至50℃，搅拌180min，静置40min，将下层溶液排出。然后再加入13g蒸馏水，50℃搅拌180min，静置40min，排出下层，水洗过程重复2次。然后进行蒸馏除水，即得到叔碳酸缩水甘油酯产品。产品收率99.3%，杂质含量1.0%，产品色度7.5～10。

实施例3

向带有搅拌器、温度计以及玻璃分水器的三口的1000mL烧瓶中，加入杂质含量为5.6%的叔碳酸缩水甘油酯粗品（Pt/Co色度65）350g，氢氧化钠水溶液35g（氢氧化钠重量百分比为50%）加热至70℃，搅拌60min，静置90min，排出下层溶液。然后向反应釜中加入蒸馏水120g，加热至70℃，搅拌60min，静置90min，将下层溶液排出。然后再加入120g蒸馏水，70℃搅拌60min，静置90min，排出下层，水洗过程重复3次。然后进行蒸馏除水，即得到叔碳酸缩水甘油酯产品。产品收率99.5%，杂质含量0.7%，产品色度7.5。

实施例4

向带有搅拌器、温度计以及玻璃分水器的三口的1000L搪瓷反应釜中，加入杂质含量为5.1%的叔碳酸缩水甘油酯粗品（Pt/Co色度60）300Kg，氢氧化钠水溶液60Kg（氢氧化钠重量百分比为50%）加热至100℃，搅拌180min，静置5min，排出下层溶液。然后向反应釜中加入蒸馏水500Kg，加热至95℃，搅拌120min，静置5min，将下层溶液排出。然后再加入500Kg蒸馏水，95℃搅拌120min，静置5min，排出下层，水洗过程重复3次。然后进行蒸馏除水，即得到叔碳酸缩水甘油酯产品。产品收率98.7%，杂质含量0.9 %，产品色度10～15。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims

1.一种一元羧酸缩水甘油酯的精制方法，包括如下步骤：

（1）碱洗操作：将含有重组分的一元羧酸缩水甘油酯粗品与碱质量比为（5～50）：1加入到碱洗反应釜中，温度控制在20℃～100℃，搅拌时间为10min～180min；然后静置5min～120min，放出下层的碱性物质；

（2）水洗操作：碱洗操作后，将与一元羧酸缩水甘油酯粗品的重量比为1:10～1:0.1的水加入到水洗釜中，温度控制在20℃～95℃，搅拌时间为10min～180min；然后静置5min～120min，放出下层的废水；

2.如权利要求1所述的一种一元羧酸缩水甘油酯的精制方法，其特征在于：一元羧酸缩水甘油酯中的一元羧酸含有5～20个碳原子。

3.如权利要求1或2所述的一种一元羧酸缩水甘油酯的精制方法，其特征在于：所述碱为金属氢氧化物，优选为氢氧化钠或氢氧化钾。

4.如权利要求1或2所述的一种一元羧酸缩水甘油酯的精制方法，其特征在于：所述碱为金属醇盐，优选为含有1～6个碳原子的醇钠或醇钾，更优选甲醇钠、乙醇钠、叔丁醇钾。

5.如权利要求1-4任一项所述的一种一元羧酸缩水甘油酯的精制方法，其特征在于：所述步骤（1）中，温度控制在35℃～90℃，搅拌时间为20min～120min，静置时间为10～90min。

6.如权利要求1-5任一项所述的一种一元羧酸缩水甘油酯的精制方法，其特征在于：所述步骤（2）中，温度控制在35℃～80℃，搅拌时间为20min～120min，静置时间为10～90min。

7.如权利要求1-6任一项所述的一种一元羧酸缩水甘油酯的精制方法，其特征在于：所述步骤（2）完成后，重复步骤（1）和（2）的操作1-2次，完成后再进行步骤（3）操作。

8.如权利要求1-7任一项所述的一种一元羧酸缩水甘油酯的精制方法，其特征在于：所述步骤（2）中，水与一元羧酸缩水甘油酯的质量比为1:0.5～1:5。