水杨酸异戊酯又称柳酸异戊酯,为无色透明液体，具有兰草香味,是一种具有实用价值的香料,也是重要的精细化工产品,被广泛用于食品、化妆品、医药和农药等领域。工业上水杨酸异戊酯常用浓硫酸作催化剂,由水杨酸和异戊醇直接酯化制得,但是该工艺存在腐蚀设备、三废多、工艺复杂等缺点。近年来,有文献报道用酸性树脂、各种固体酸、杂多酸等催化剂以及微波法合成水杨酸异戊酯,取得了一定的成果。
合成进展
滕俊江等人以聚苯胺PAn和自制离子液体[Hnmp]HSO4为原料,制备了[Hnmp]HSO4掺杂率为14.2％(质量分数)的催化剂PAn-[Hnmp]HSO4。以PAn-[Hnmp]HSO4为催化剂,水杨酸和异戊醇为原料合成了水杨酸异戊酯,考察了PAn-[Hnmp]HSO4的催化活性,通过正交试验探讨各因素对反应的影响。结果表明,在n(水杨酸)∶n(异戊醇)=1∶6,催化剂用量为反应物料总质量的6％,回流反应时间为3h,带水剂环己烷用量为反应物总质量40％的较佳条件下,产品收率达93.52％,纯度经气相色谱分析大于99.0％.催化剂重复使用7次后,产品收率仍大于90.0％[1]。
施云海等人以异戊醇和水杨酸为原料,以化学纯的硫酸钛为催化剂合成水杨酸异戊酯,研究了醇酸比、催化剂用量、反应时间和带水剂用量等对反应转化率的影响,以及反应产物的精馏分离条件。同时根据非等温变体积条件下动态液固相反应的特点,建立了合成过程的宏观动力学方程。结果表明:在醇酸摩尔比2.5、反应温度125～132℃、催化剂和带水剂用量均为反应物质量的3%、反应8小时条件下,水杨酸的转化率可达99.3%以上,收率达92%以上。该酯化反应服从二级动力学模型,宏观活化能为7.9474×104J/mol,频率因子为1.4763 ×109 L/mol·h[2]。
曹汉迪等人以水杨酸和异戊醇为原料,运用微波辐射催化合成水杨酸异戊酯。通过L16(44)正交实验,用Matlab对实验数据进行最优化处理,讨论了各因素对收率的影响。结果表明:在n(水杨酸):n(异戊醇)=1:5,V(催化剂)=1.5mL,微波输出功率325W,辐射时间40min条件下,水杨酸异戊酯收率为84.9％[3]。
参考文献
[1] 滕俊江,张庆,林建明. 离子液体掺杂聚苯胺催化合成水杨酸异戊酯[J]. 日用化学工业,2012,42(2):126-128.
[2] 施云海,方波,徐志国. 固体超强酸TiO2/SO42-催化合成水杨酸异戊酯工艺过程研究[J]. 化工科技,2001,9(6):19-23. DOI:10.3969/j.issn.1008-0511.2001.06.005.
[3] 曹汉迪,丁淮军,陈赞安,等. 微波辐射催化合成水杨酸异戊酯[J]. 精细石油化工,2011,28(4):4-6. DOI:10.3969/j.issn.1003-9384.2011.04.002.