一種以強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂為催化劑催化合成l-(+)-酒石酸二乙酯的制備工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及香料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種以強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂為催化劑催化合成 L- (+)-酒石酸二乙酯的制備工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 香精香料工業(yè)的發(fā)展依賴于持續(xù)不斷發(fā)現(xiàn)的新的優(yōu)質(zhì)香原料并對(duì)其制備工藝進(jìn) 行改進(jìn)。L-(+)_酒石酸二乙酯是一種無(wú)色或淡黃色油狀粘稠液體，呈微弱葡萄酒香氣。主要 用于手性藥物及不對(duì)稱催化領(lǐng)域，并是GB2760-1996規(guī)定允許使用的食用香料。L-( + )_酒 石酸二乙工業(yè)上常規(guī)的合成方法是在濃H2S04催化下由L- ( + )-酒石酸和乙醇利用CC14 酯化脫水而成。由于濃H2S04的強(qiáng)腐蝕性、易引起副反應(yīng)，且有機(jī)溶劑嚴(yán)重污染環(huán)境。王國(guó) 勝、寧志高等人在專利CN200710011923. 7中提出用硼酸替代濃H2S04催化制得產(chǎn)品，但酯 化反應(yīng)結(jié)束后洗掉催化劑時(shí)，催化劑和水一起被洗出時(shí)依然會(huì)形成大量的廢酸、廢水，而且 溶劑回收同樣會(huì)污染環(huán)境。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，提供一種以強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂 為催化劑催化合成L- (+)-酒石酸二乙酯的制備工藝，能夠提高L- (+)-酒石酸二乙酯的 收率，工藝簡(jiǎn)單，操作方便，不涉及使用強(qiáng)酸性液體催化及溶劑回收等問(wèn)題，整個(gè)工藝過(guò)程 清潔環(huán)保，不會(huì)產(chǎn)生廢酸、廢水、廢氣，幾乎對(duì)環(huán)境不造成污染，且回收乙醇和催化劑均可重 復(fù)使用。
[0004] 本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。
[0005] 一種以強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂為催化劑催化合成L- ( + )-酒石酸二乙酯的制備工 藝，包括以下步驟： 步驟（1):將L- ( + )-酒石酸、無(wú)水乙醇、催化劑加入到反應(yīng)容器中，攪拌加熱反應(yīng)； 步驟（2):反應(yīng)完成后，將反應(yīng)物降溫至室溫后，過(guò)濾得到濾液，回收催化劑，所述催化 劑為強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂； 步驟（3):濾液直接蒸餾制得無(wú)色透明液體L- ( + )-酒石酸二乙酯。減壓蒸餾參數(shù)為 118-120〇C/66. 7Pa〇
[0006] 本發(fā)明L-( + )-酒石酸二乙酯的制備原理如下： 下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明： 以下實(shí)施例中，如無(wú)特別說(shuō)明，所用物質(zhì)均為市售產(chǎn)品。目標(biāo)產(chǎn)物L(fēng)-( + )_酒石酸二乙 酯，其結(jié)構(gòu)式為：
[0007] 其中，所述步驟（1)中，L- ( + )-酒石酸和所述無(wú)水乙醇的質(zhì)量比為1:1_10。
[0008] 其中，所述步驟（1)中，L-( + )-酒石酸和所述催化劑的質(zhì)量比為1:0. 1-0.6。
[0009] 其中，所述步驟（1)中，加熱反應(yīng)溫度為55-100°C。
[0010] 其中，所述步驟（1)中，加熱反應(yīng)溫度為70-80°C。
[0011] 其中，所述步驟（1)中，反應(yīng)時(shí)間為8-24小時(shí)。
[0012] 其中，所述步驟（1)中，反應(yīng)時(shí)間為12-16小時(shí)。
[0013] 其中，所述步驟（2)中，強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂為DOWEXDR2030陽(yáng)離子交換樹(shù)脂 或牌號(hào)為NKC-9或D072陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。
[0014]其中，步驟（2)中，所述強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂以及未反應(yīng)乙醇可回收重復(fù)利用。
[0015] 其中，所述強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的粒度為0.4-1. 25mm彡95%，全交換量* (a)彡4. 7 (b)彡1. 5,磨后圓球率彡90%。
[0016] 其中，所述步驟（1)中，反應(yīng)容器為裝有攪拌器、冷凝管、溫度計(jì)的三口燒瓶。
[0017] 其中，所述步驟（1)中，無(wú)水乙醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多99. 7%，本發(fā)明選用的無(wú)水乙醇 中含水量較低，最大限度保證其催化劑活性，催化效果，制得的L- ( + )-酒石酸二乙酯得率 尚。
[0018] 本發(fā)明的有益效果： (1)本發(fā)明采用L-( + )_酒石酸和無(wú)水乙醇在強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂催化下直接反應(yīng)， 無(wú)水乙醇同時(shí)可以充當(dāng)溶劑使用，當(dāng)反應(yīng)溫度升高超過(guò)50°C后即可將L- ( + )_酒石酸全部 溶解，該反應(yīng)收率高達(dá)98%。
[0019] (2)本發(fā)明所使用的強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂(外觀：駝褐色球狀顆粒，粒度： 0.4-1. 25mm彡95%，全交換量* (a)彡4.7 (b)彡1.5,磨后圓球率（%)彡90)具有交換容 量高，顆粒均勻，耐磨性能好等優(yōu)點(diǎn)，作為酯類(lèi)催化劑使用，具有優(yōu)良的反應(yīng)活性及選擇性， 同時(shí)，催化劑可循環(huán)使用，循環(huán)使用時(shí)間大于200小時(shí)，節(jié)約資源及成本。
[0020] (3)本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，操作方便，原材料利用率高。
[0021] (4)本發(fā)明工藝環(huán)保，不產(chǎn)生"三廢"，無(wú)需進(jìn)行廢酸、廢水處理本發(fā)明所用過(guò)量無(wú) 水乙醇回收后經(jīng)無(wú)水氯化鈣干燥除水后可重復(fù)使用。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 為便于更好地理解本發(fā)明，通過(guò)以下實(shí)例加以說(shuō)明。這些實(shí)例屬于本發(fā)明的保護(hù) 范圍，但不限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0023] 實(shí)施例1 將3.OKgL- ( + )-酒石酸、15.OKg乙醇、0. 9KgDOWEXDR2030型強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換 樹(shù)脂依次加入到帶有攪拌器、冷凝管和溫度計(jì)的三口燒瓶中，開(kāi)動(dòng)攪拌，反應(yīng)溫度為78°C， 反應(yīng)時(shí)間為18小時(shí)，反應(yīng)完畢將反應(yīng)體系降溫至室溫，過(guò)濾回收催化劑，常壓蒸餾除去未 反應(yīng)的乙醇，減壓蒸餾（b.p. :118°C/66.7Pa)得到無(wú)色透明液體L- ( + )-酒石酸二乙酯產(chǎn) 品 2. 95Kg。
[0024] 實(shí)施例2 將3.OKgL- ( + )-酒石酸、15.OKg乙醇、0. 6KgDOWEXDR2030型強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換 樹(shù)脂依次加入到帶有攪拌器、冷凝管和溫度計(jì)的三口燒瓶中，開(kāi)動(dòng)攪拌，反應(yīng)溫度為78°C， 反應(yīng)時(shí)間為18小時(shí)，反應(yīng)完畢將反應(yīng)體系降溫至室溫，過(guò)濾回收催化劑，常壓蒸餾除去未 反應(yīng)的乙醇，減壓蒸餾（b.p. :119°C/66.7Pa)得到無(wú)色透明液體L- ( + )-酒石酸二乙酯產(chǎn) 品 2. 68Kg。
[0025] 實(shí)施例3 將3.OKgL- ( + )-酒石酸、15.OKg乙醇、0. 9KgDOWEXDR2030型強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換 樹(shù)脂依次加入到帶有攪拌器、冷凝管和溫度計(jì)的三口燒瓶中，開(kāi)動(dòng)攪拌，反應(yīng)溫度為78°C， 反應(yīng)時(shí)間為12小時(shí)，反應(yīng)完畢將反應(yīng)體系降溫至室溫，過(guò)濾回收催化劑，常壓蒸餾除去未 反應(yīng)的乙醇，減壓蒸餾（b.p. :120°C/66.7Pa)得到無(wú)色透明液體L- ( + )-酒石酸二乙酯產(chǎn) 品 2. 44Kg。
[0026] 實(shí)施例4 將3.OKgL- ( + )-酒石酸、15.OKg乙醇、0. 9KgDOWEXDR2030型強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換 樹(shù)脂依次加入到帶有攪拌器、冷凝管和溫度計(jì)的三口燒瓶中，開(kāi)動(dòng)攪拌，反應(yīng)溫度為60°C， 反應(yīng)時(shí)間為18小時(shí)，反應(yīng)完畢將反應(yīng)體系降溫至室溫，過(guò)濾回收催化劑，常壓蒸餾除去未 反應(yīng)的乙醇，減壓蒸餾（b.p. :118°C/66.7Pa)得到無(wú)色透明液體L- ( + )-酒石酸二乙酯產(chǎn) 品 2. 15Kg。
[0027] 實(shí)施例5 將3.OKgL- ( + )-酒石酸、9.OKg乙醇、0.9KgDOWEXDR2030型強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù) 脂依次加入到帶有攪拌器、冷凝管和溫度計(jì)的三口燒瓶中，開(kāi)動(dòng)攪拌，反應(yīng)溫度為78°C，反 應(yīng)時(shí)間為18小時(shí)，反應(yīng)完畢將反應(yīng)體系降溫至室溫，過(guò)濾回收催化劑，常壓蒸餾除去未反 應(yīng)的乙醇，減壓蒸餾（b.p. : 120°C/66. 7Pa)得到無(wú)色透明液體L- ( + )-酒石酸二乙酯產(chǎn) 品 2. 41Kg。
[0028] 最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)本發(fā)明保 護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了詳細(xì)地說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng) 當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí) 質(zhì)和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種以強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂為催化劑催化合成L- ( + )-酒石酸二乙酯的制備工 藝，其特征在于：包括以下步驟： 步驟（1):將L- ( + )-酒石酸、無(wú)水乙醇、催化劑加入到反應(yīng)容器中，攪拌加熱反應(yīng)； 步驟（2 ):反應(yīng)完成后，將反應(yīng)物降溫至室溫后，過(guò)濾回收催化劑，所述催化劑為強(qiáng)酸性 陽(yáng)離子交換樹(shù)脂； 步驟（3):濾液直接蒸餾制得無(wú)色透明液體L- ( + )-酒石酸二乙酯。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂為催化劑催化合成L-( + )_酒 石酸二乙酯的制備工藝，其特征在于：所述步驟（1)中，L- ( + )-酒石酸和所述無(wú)水乙醇的 質(zhì)量比為1 :1_1〇。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂為催化劑催化合成L-( + )_酒 石酸二乙酯的制備工藝，其特征在于：所述步驟（1)中，L- ( + )-酒石酸和所述催化劑的質(zhì) 量比為 1 :〇. 1-0. 6。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂為催化劑催化合成L-( + )_酒 石酸二乙酯的制備工藝，其特征在于：所述步驟（1)中，加熱反應(yīng)溫度為55-KKTC。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種以強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂為催化劑催化合成L-( + )_酒 石酸二乙酯的制備工藝，其特征在于：所述步驟（1)中，加熱反應(yīng)溫度為70-80°C。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂為催化劑催化合成L-( + )_酒 石酸二乙酯的制備工藝，其特征在于：所述步驟（1)中，反應(yīng)時(shí)間為8-24小時(shí)。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種以強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂為催化劑催化合成L-( + )_酒 石酸二乙酯的制備工藝，其特征在于：所述步驟（1)中，反應(yīng)時(shí)間為12-16小時(shí)。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂為催化劑催化合成L-( + )_酒 石酸二乙酯的制備工藝，其特征在于：所述步驟（2)中，強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂為DOWEXDR 2030陽(yáng)離子交換樹(shù)脂或牌號(hào)為NKC-9或D072陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂為催化劑催化合成L-( + )_酒 石酸二乙酯的制備工藝，其特征在于：步驟（2)中，所述強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的粒度為 0.4-1. 25mm，全交換量* (a)彡4.7 (b)彡1.5,磨后圓球率彡90%。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂為催化劑催化合成L-( + )_酒 石酸二乙酯的制備工藝，其特征在于：所述步驟（1)中，反應(yīng)容器為裝有攪拌器、冷凝管、溫 度計(jì)的三口燒瓶。
【專利摘要】本發(fā)明涉及香料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種以強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂為催化劑催化合成L-（+）-酒石酸二乙酯的制備工藝，包括以下步驟：將L-（+）-酒石酸、無(wú)水乙醇、催化劑加入到反應(yīng)容器中，攪拌加熱反應(yīng)；反應(yīng)完成后，將反應(yīng)物降溫至室溫后，過(guò)濾回收催化劑，所述催化劑為強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂；濾液直接蒸餾制得無(wú)色透明液體L-（+）-酒石酸二乙酯。本發(fā)明能夠提高L-（+）-酒石酸二乙酯的收率，工藝簡(jiǎn)單，操作方便，不涉及使用強(qiáng)酸性液體催化及溶劑回收等問(wèn)題，整個(gè)工藝過(guò)程清潔環(huán)保，不會(huì)產(chǎn)生廢酸、廢水、廢氣，幾乎對(duì)環(huán)境不造成污染，且回收乙醇和催化劑均可重復(fù)使用。
【IPC分類(lèi)】C07C69/70, C07C67/08
【公開(kāi)號(hào)】CN104926658
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510215154
【發(fā)明人】馬洪亮, 李銳, 吳奇林, 姜興濤
【申請(qǐng)人】東莞波頓香料有限公司
【公開(kāi)日】2015年9月23日
【申請(qǐng)日】2015年4月30日