專利名稱：丁二酸二異丙酯的間歇制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及丁二酸二異丙酯的制備方法。
背景技術(shù)：
丁二酸二異丙酯是一種有機(jī)合成中間體，是合成吡咯并吡咯二酮類高級(jí)有機(jī)顏料的主要原料，還用作氣相色譜的固定液。
目前，直接合成丁二酸二異丙酯的方法少有報(bào)道。EP844,231、EP728,731、U.SP4,795,824報(bào)道了由馬來(lái)酸酐與烷基醇(如甲醇和乙醇)經(jīng)過(guò)多次催化酯化生成馬來(lái)酸二烷基酯，再催化加氫變成丁二酸二異丙酯的方法。
間歇批量生產(chǎn)，多采用傳統(tǒng)的酯化工藝，即以丁二酸和異丙醇為原料，在酸性條件下，常壓催化合成，其酯化反應(yīng)分兩步進(jìn)行HOOC-(CH2)2-COOH+HOCH(CH3)2→HOOC-(CH2)2COOCH(CH3)2+H2O(1)
由于異丙醇是非正構(gòu)和非線性的仲醇，其空間效應(yīng)較大，酯化反應(yīng)速率比伯醇(如甲醇和乙醇)類要小得多；生成二元酯的反應(yīng)是可逆反應(yīng)，除非采用有效的措施，及時(shí)除去水，否則二元酯的含量最多為95％(mole)，必有相應(yīng)數(shù)量的單酯存在。
目前的生產(chǎn)方法，為了提高酯化率，必須間歇地向酯化反應(yīng)釜內(nèi)加入無(wú)水異丙醇，同時(shí)生成更多的含水異丙醇，必須在至少由兩個(gè)塔組成的分餾回收系統(tǒng)內(nèi)，才能夠?qū)⒑惐挤逐s為無(wú)水異丙醇，再返回酯化，從而設(shè)備多，投資大，物耗和能耗較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種丁二酸二異丙酯的間歇制備方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷。
本發(fā)明的方法包括如下步驟(1)將丁二酸、異丙醇、催化劑和脫水劑加入帶有分餾塔頂部設(shè)有冷凝器和分水器的酯化反應(yīng)釜，加熱至反應(yīng)釜溫度為82～84℃，冷凝器汽相溫度為76～77℃，在回流下，進(jìn)行酯化反應(yīng)，在分水器無(wú)水分出后，提高反應(yīng)釜溫度為90～100℃，冷凝器汽相溫度為大于77℃，回收反應(yīng)器中的脫水劑和過(guò)量的異丙醇，然后將酯化反應(yīng)生成的粗酯進(jìn)行后處理和精制，并收集前餾分；所說(shuō)的催化劑為重量濃度98％的硫酸；所說(shuō)的脫水劑為甲苯；丁二酸∶異丙醇＝14～20∶25～35，重量比；丁二酸∶催化劑＝14～20∶0.21～0.61，重量比；丁二酸∶脫水劑＝14～20∶7.0～10.0，重量比；(2)將步驟(1)回收的脫水劑和過(guò)量的異丙醇以及新的丁二酸、異丙醇、催化劑和脫水劑加入所說(shuō)的反應(yīng)器，加熱至反應(yīng)釜溫度為82～84℃，冷凝器汽相溫度為76～77℃，在分水器出現(xiàn)分水后，將步驟(1)的前餾分滴加入反應(yīng)器，滴加時(shí)間為0.5～1.5小時(shí)；丁二酸∶異丙醇＝14～20∶15～24，重量比；丁二酸∶催化劑＝14～20∶0.21～0.61，重量比；
丁二酸∶脫水劑＝14～20∶0.2～2.5，重量比；丁二酸∶脫水劑和過(guò)量的異丙醇＝14～20∶10～19.3，重量比；(3)加熱反應(yīng)釜維持釜溫度為83～90℃，冷凝器汽相溫度為76～77℃，在回流下進(jìn)行酯化反應(yīng)，并同時(shí)通過(guò)冷凝器和分水器進(jìn)行分水，直至無(wú)水分出，反應(yīng)結(jié)束；(4)提高反應(yīng)釜溫度為90～100℃，冷凝器汽相溫度大于77℃；回收反應(yīng)器中的脫水劑和過(guò)量的異丙醇；(5)然后將酯化反應(yīng)生成的粗酯進(jìn)行后處理和精制，獲得產(chǎn)品丁二酸二異丙酯，并收集前餾分。
以氣相色譜法測(cè)定含量，GB606-88卡爾費(fèi)休法測(cè)定水份，結(jié)果如下含量大于99.5％(重量)，水份小于0.050％(重量)；以丁二酸為基準(zhǔn)，總收率≥96％。
由上述的技術(shù)方案可見，本發(fā)明的方法，集共沸酯化、共沸分餾、回流、分水和回收于一體，有效地控制了回流液內(nèi)以及回收液內(nèi)的水份，雙酯酯化轉(zhuǎn)化率可達(dá)到99％以上，實(shí)現(xiàn)了脫水劑和過(guò)量醇的回收和循環(huán)利用。能耗較低，物耗較低.成品總收率≥96％。本發(fā)明的方法，流程短，設(shè)備數(shù)量少，投資小，易于操作控制，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1(1)將140公斤丁二酸、250公斤異丙醇、2.1公斤98％的硫酸和70公斤甲苯，加入帶有分餾塔頂部設(shè)有冷凝器和分水器的酯化反應(yīng)釜，加熱至反應(yīng)釜溫度為83℃，冷凝器汽相溫度為76.5±0.5℃，在回流下，進(jìn)行酯化反應(yīng)，直至分水器無(wú)水分出后，逐步提高反應(yīng)釜溫度至98℃，冷凝器汽相溫度大于77℃，回收反應(yīng)器中的脫水劑和過(guò)量的異丙醇，然后將酯化反應(yīng)生成的粗酯進(jìn)行后處理和精制，并收集前餾分52公斤；(2)將100公斤步驟(1)回收的脫水劑和過(guò)量的異丙醇以及140公斤丁二酸、150公斤異丙醇、2.1公斤98％的硫酸和3公斤甲苯加入所說(shuō)的反應(yīng)器，加熱至反應(yīng)釜溫度為83℃，冷凝器汽相溫度為76℃，在分水器出現(xiàn)水分后，將步驟(1)的52公斤前餾分滴加入反應(yīng)器，滴加時(shí)間為0.5小時(shí)；(3)加熱反應(yīng)釜并維持釜溫為86.5±3.5℃，冷凝器汽相溫度76.5±0.5℃，在回流下進(jìn)行酯化反應(yīng)，并同時(shí)通過(guò)冷凝器和分水器進(jìn)行分水，直至無(wú)水分出，反應(yīng)結(jié)束；(4)逐步提高反應(yīng)釜溫度至98℃，冷凝器汽相溫度大于77℃；回收反應(yīng)器中的脫水劑和過(guò)量的異丙醇；(5)然后將酯化反應(yīng)生成的粗酯進(jìn)行后處理和精制，獲得231公斤產(chǎn)品丁二酸二異丙酯，并收集前餾分52公斤。
以氣相色譜法測(cè)定含量，GB606-88卡爾費(fèi)休法測(cè)定水份，結(jié)果如下重量含量99.75％，水份0.025％(重量)；以丁二酸為基準(zhǔn)，總收率為96.3％。
權(quán)利要求
1.一種丁二酸二異丙酯的間歇制備方法，其特征在于，包括如下步驟(1)將丁二酸、異丙醇、催化劑和脫水劑加入帶有分餾塔頂部設(shè)有冷凝器和分水器的酯化反應(yīng)釜，在回流下，進(jìn)行酯化反應(yīng)，在分水器無(wú)水分出后，回收脫水劑及過(guò)量的異丙醇然后將酯化反應(yīng)生成的粗酯進(jìn)行后處理，和精制，并收集前餾分；(2)將步驟(1)回收的脫水劑和過(guò)量的異丙醇以及新的丁二酸、異丙醇、催化劑和脫水劑加入所說(shuō)的反應(yīng)器，加熱至反應(yīng)釜溫度為82～84℃，冷凝器汽相溫度為76～77℃，在分水器出現(xiàn)水分后，將步驟(1)的前餾分滴加入反應(yīng)器；(3)在回流下進(jìn)行酯化反應(yīng)，并同時(shí)通過(guò)冷凝器和分水器進(jìn)行分水，直至無(wú)水分出，反應(yīng)結(jié)束；(4)提高反應(yīng)釜溫度，回收反應(yīng)器中的脫水劑和過(guò)量的異丙醇；(5)然后將酯化反應(yīng)生成的粗酯進(jìn)行后處理和精制，獲得產(chǎn)品丁二酸二異丙酯，并收集前餾分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)中丁二酸∶異丙醇＝14～20∶25～35，重量比；丁二酸∶催化劑＝14～20∶0.21～0.61，重量比；丁二酸∶脫水劑＝14～20∶7.0～10.0，重量比.
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)中丁二酸異丙醇＝14～20∶15～24，重量比；丁二酸∶催化劑＝14～20∶0.21～0.61，重量比；丁二酸∶脫水劑＝14～20∶0.2～2.5，重量比；丁二酸∶脫水劑和過(guò)量的異丙醇＝14～20∶10～19.3，重量比。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所說(shuō)的催化劑為重量濃度98％的硫酸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所說(shuō)的脫水劑為甲苯。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)中，加熱至反應(yīng)釜溫度為82～84℃，冷凝器汽相溫度為76～77℃。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，提高反應(yīng)釜溫度為90～100℃，冷凝器汽相溫度大于77℃，回收反應(yīng)器中的脫水劑和過(guò)量的異丙醇。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，前餾分滴加入時(shí)間為0.5～1.5小時(shí)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，加熱至反應(yīng)釜溫度為83～90℃，冷凝器溫度為76～77℃，在回流下進(jìn)行酯化反應(yīng)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種丁二酸二異丙酯的間歇制備方法，包括如下步驟(1)將丁二酸、異丙醇、催化劑和脫水劑加入帶有分餾塔頂部設(shè)有冷凝器和分水器的酯化反應(yīng)釜，進(jìn)行酯化反應(yīng)，在分水器無(wú)水分出后，回收脫水劑及過(guò)量異丙醇粗酯精制，并收集前餾分；(2)將回收的脫水劑和過(guò)量的異丙醇以及新的丁二酸、異丙醇、催化劑和脫水劑加入反應(yīng)器，并滴加前餾分；(3)回流下進(jìn)行酯化反應(yīng)；(4)回收反應(yīng)器中的脫水劑和過(guò)量的異丙醇；(5)粗酯精制，獲得丁二酸二異丙酯和前餾分。本發(fā)明集共沸酯化、共沸分餾、回流、分水和回收于一體，實(shí)現(xiàn)了脫水劑及過(guò)量醇的回收和循環(huán)利用，節(jié)約能耗和物耗，流程短，投資小，易于操作控制，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。
文檔編號(hào)C07C67/00GK101092358SQ200710043819
公開日2007年12月26日 申請(qǐng)日期2007年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月13日
發(fā)明者高云鶴, 孫松良 申請(qǐng)人:上海天擇科技發(fā)展有限公司, 高云鶴, 孫松良