專利名稱：苯基十八酸的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化工產(chǎn)品的制備方法，尤其涉及一種苯基十八酸的制備方法。
背景技術(shù)：
三次采油用驅(qū)油劑主要包括石油磺酸鹽、石油羧酸鹽、重烷基苯磺酸鹽、a_烯烴磺酸鹽、木質(zhì)素磺酸鹽等。這些驅(qū)油劑不僅價格昂貴，而且降解性很差，使用后有殘留，易造成環(huán)境污染。同時，這些驅(qū)油劑在使用時都須要與堿復(fù)配，極易形成堿垢，使得地層滲透率下降，不利于剩余油的進一步開采。大部分的表面活性劑來源于石油，并廣泛地應(yīng)用于石油開采，石油資源又十分緊張，因此采用來源廣泛、價格低廉、可再生的物料制備表面活性劑具有十分重要的意義。我國的餐飲業(yè)十分發(fā)達，食用產(chǎn)生的廢油直接通過下水道排放，形成地溝油，即造成環(huán)境污染，又浪費了資源。地溝油的成分為脂肪酸甘油三酯，其中存在很多油酸甘油三酯。作為一種可再生的資源，來源廣泛、價格低廉，以其為原料制成的各類表面活性劑不僅可以很好地降低油水界面張力，而且具有良好的生物降解性能，有利于環(huán)境保護。油酸是一種常見的脂肪酸，以甘油三酯的形式存在于一切動、植物油脂中，含量多、來源廣，同時分子中含有一個不飽和長鏈和一個羧基，本身具有一定的表面活性和可修飾性。但油酸由于不飽和雙鍵的存在，易變質(zhì)、變色等，另一方面，油酸本身的界面活性十分有限。因此，可對油酸分子進行修 飾，制備得到的苯基十八酸增加了穩(wěn)定性和界面活性。目前合成苯基十八酸的方法主要為苯與油酸的烷基化反應(yīng)，反應(yīng)中使用的催化劑也一直受到關(guān)注，催化劑的發(fā)展總體上經(jīng)歷了 4個發(fā)展階段。第一階段是以HF為代表的催化劑，這類催化劑在生產(chǎn)過程中腐蝕反應(yīng)器情況嚴重并極易造成環(huán)境污染，產(chǎn)品分離效果不佳，但優(yōu)點是反應(yīng)條件較為溫和，反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡單，苯烯比低。第二階段是固化酸催化劑，其代表是磷酸，這種催化劑與HF相比在腐蝕和污染環(huán)境方面有了明顯改善，但是無烷基轉(zhuǎn)移功能，因此產(chǎn)品收率低。第三個發(fā)展階段是分子篩催化劑，近年來開發(fā)成功的分子篩催化劑有脫鋁的絲光沸石。分子篩催化劑雖然解決了環(huán)保問題，但喪失了原有無機酸反應(yīng)溫度低、活性高的優(yōu)點，導(dǎo)致反應(yīng)條件較為苛刻并影響了產(chǎn)品質(zhì)量，將其用于長直鏈烷基苯的生產(chǎn)更存在催化劑穩(wěn)定性較差，需頻繁切換更生等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，就是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種苯基十八酸的制備方法。為了達到上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案一種苯基十八酸的制備方法是，以油酸和苯為反應(yīng)物，以AlCl3為催化劑進行反應(yīng)，然后向反應(yīng)后的混合物中加入酸性水溶液，采用不溶于水的有機溶劑萃取，蒸發(fā)除去有機溶劑及過量的苯后即得到苯基十八酸產(chǎn)品O
所述的油酸與苯的摩爾比為1: 3-1 7，油酸與AlCl3的摩爾比為O. 5-2。反應(yīng)溫度為45-85°C 或 65-85°C。反應(yīng)時間為4_12h。最優(yōu)的反應(yīng)條件是，油酸與苯的摩爾比為1: 5，油酸與A1C13的摩爾比為1: 2，反應(yīng)溫度為65°C，反應(yīng)時間為6h。所述酸性水溶液包括鹽酸或硫酸的水溶液。所述不溶于水的有機溶劑包括甲苯或二甲苯。本發(fā)明創(chuàng)新采用AlCl3催化烷基化反應(yīng)進行油酸的結(jié)構(gòu)修飾。用三氯化鋁做催化劑時，還必須有少量氯化氫存在，本反應(yīng)進行中會產(chǎn)生HCl氣體。AlCl3與HCl形成絡(luò)合物，該絡(luò)合物與烯烴形成活潑的碳正離子，形成的活潑碳正離子接著與芳烴形成絡(luò)合物，再進一步脫去質(zhì)子生成烷基芳烴，產(chǎn)率達到99%以上。本發(fā)明提供了苯基十八酸的制備方法，所選用的催化劑來源廣泛，價格低廉，回收方法簡單，產(chǎn)率可達到99. 25%，克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。


圖1是反應(yīng)產(chǎn)物苯基十八酸的分子結(jié)構(gòu)圖。圖2反應(yīng)物油酸丁酯化的氣相色譜圖。

圖3是反應(yīng)產(chǎn)物苯基十八酸丁酯化的氣相色譜圖。圖4是反應(yīng)產(chǎn)物苯基十八酸丁酯的電子轟擊離子化質(zhì)譜圖。
具體實施例方式實施例1在25mL油酸的苯溶液中(油酸與苯的摩爾比為1: 5)，邊攪拌邊加入O. 0125molAlCl3(油酸與AlCl3的摩爾比為1: 0.5)。在45°C下反應(yīng)4h。反應(yīng)結(jié)束后，在反應(yīng)產(chǎn)物中加稀鹽酸，用甲苯萃取，蒸發(fā)除去甲苯及過量的苯獲得苯基十八酸產(chǎn)品，產(chǎn)率為30.25%。反應(yīng)產(chǎn)物苯基十八酸的分子結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。實施例2在25mL油酸的苯溶液中(油酸與苯的摩爾比為1: 5)，邊攪拌邊加入O. 025molAlCl3(油酸與AlCl3的摩爾比為1:1)。在45°C下反應(yīng)6h。反應(yīng)結(jié)束后，在反應(yīng)產(chǎn)物加入稀硫酸，用二甲苯萃取，蒸發(fā)除去二甲苯及過量的苯獲得苯基十八酸產(chǎn)品，產(chǎn)率為46. 16%。實施例3在25mL油酸的苯溶液中(油酸與苯的摩爾比為1: 5)，邊攪拌邊加入O. 05molAlCl3(油酸與AlCl3的摩爾比為1: 2)。在45°C下反應(yīng)12h。反應(yīng)結(jié)束后，在反應(yīng)產(chǎn)物加入稀鹽酸，用甲苯萃取，蒸發(fā)除去甲苯及過量的苯獲得苯基十八酸產(chǎn)品，產(chǎn)率為58. 47%。實施例4在25mL油酸的苯溶液中(油酸與苯的摩爾比為1: 5)，邊攪拌邊加入O. 025molAlCl3(油酸與AlCl3的摩爾比為1:1)。在65°C下反應(yīng)4h。反應(yīng)結(jié)束后，在反應(yīng)產(chǎn)物加入稀硫酸，用二甲苯萃取，蒸發(fā)除去二甲苯及過量的苯獲得苯基十八酸產(chǎn)品，產(chǎn)率為90. 25%。實施例5在25mL油酸的苯溶液中(油酸與苯的摩爾比為1: 5)，邊攪拌邊加入O. 05molAlCl3(油酸與AlCl3的摩爾比為1: 2)。在65°C下反應(yīng)6h。反應(yīng)結(jié)束后，在反應(yīng)產(chǎn)物加入稀鹽酸，用甲苯萃取，蒸發(fā)除去甲苯及過量的苯獲得苯基十八酸產(chǎn)品，產(chǎn)率為99. 25%。實施例6在25mL油酸的苯溶液中(油酸與苯的摩爾比為1: 5)，邊攪拌邊加入O. 0125molAlCl3(油酸與AlCl3的摩爾比為I 0.5)。在65°C下反應(yīng)12h。反應(yīng)結(jié)束后，在反應(yīng)產(chǎn)物加入稀鹽酸，用二甲苯萃取，蒸發(fā)除去二甲苯及過量的苯獲得苯基十八酸產(chǎn)品，產(chǎn)率為 88. 05%。實施例7在25mL油酸的苯溶液中(油酸與苯的摩爾比為1: 5)，邊攪拌邊加入O. 05molAlCl3(油酸與AlCl3的摩爾比為1: 2)。在85°C下反應(yīng)4h。反應(yīng)結(jié)束后，在反應(yīng)產(chǎn)物加入稀硫酸，用甲苯萃取，蒸發(fā)除去甲苯及過量的苯獲得苯基十八酸產(chǎn)品，產(chǎn)率為88. 17%。實施例8在25mL油酸的苯溶液中(油 酸與苯的摩爾比為1: 5)，邊攪拌邊加入O. 0125molAlCl3(油酸與AlCl3的摩爾比為1: 0.5)。在85°C下反應(yīng)6h。反應(yīng)結(jié)束后，在反應(yīng)產(chǎn)物加入稀鹽酸，用二甲苯萃取，蒸發(fā)除去二甲苯及過量的苯獲得苯基十八酸產(chǎn)品，產(chǎn)率為 73. 62%。實施例9在25mL油酸的苯溶液中(油酸與苯的摩爾比為1: 3)，邊攪拌邊加入O. 025molAlCl3(油酸與AlCl3的摩爾比為1:1)。在65°C下反應(yīng)12h。反應(yīng)結(jié)束后，在反應(yīng)產(chǎn)物加入稀硫酸，用甲苯萃取，蒸發(fā)除去甲苯及過量的苯獲得苯基十八酸產(chǎn)品，產(chǎn)率為98. 80%。實施例10在25mL油酸的苯溶液中(油酸與苯的摩爾比為1: 3)，邊攪拌邊加入O. 025molAlCl3(油酸與AlCl3的摩爾比為1:1)。在65°C下反應(yīng)6h。反應(yīng)結(jié)束后，在反應(yīng)產(chǎn)物加入稀鹽酸，用二甲苯萃取，蒸發(fā)除去二甲苯及過量的苯獲得苯基十八酸產(chǎn)品，產(chǎn)率為75. 73%。實施例11在25mL油酸的苯溶液中(油酸與苯的摩爾比為1: 5)，邊攪拌邊加入O. 025molAlCl3(油酸與AlCl3的摩爾比為1:1)。在65°C下反應(yīng)6h。反應(yīng)結(jié)束后，在反應(yīng)產(chǎn)物加入稀硫酸，用甲苯萃取，蒸發(fā)除去甲苯及過量的苯獲得苯基十八酸產(chǎn)品，產(chǎn)率為92. 35%。實施例12在25mL油酸的苯溶液中(油酸與苯的摩爾比為1: 7)，邊攪拌邊加入O. 025molAlCl3(油酸與AlCl3的摩爾比為1:1)。在65°C下反應(yīng)6h。反應(yīng)結(jié)束后，在反應(yīng)產(chǎn)物加入稀鹽酸，用二甲苯萃取，蒸發(fā)除去二甲苯及過量的苯獲得苯基十八酸產(chǎn)品，產(chǎn)率為73. 67%。圖2反應(yīng)物油酸丁酯化的氣相色譜圖。氣相色譜條件起始溫度120°C ;升溫速率8°C /min ;終止溫度280°C ;載氣氦氣；載氣流量lmL/min ;分流比20 I ;進樣量IyL0圖3是反應(yīng)產(chǎn)物苯基十八酸丁酯化的氣相色譜圖。氣相色譜條件起始溫度120 0C ;升溫速率8°C /min ;終止溫度280°C ;載氣氦氣；載氣流量lmL/min ;分流比20 I ;進樣量lyL。圖4是反應(yīng)產(chǎn)物苯基十八酸丁酯的電子轟擊離子化質(zhì)譜圖。苯基十八酸丁酯m/z 416。本發(fā)明的方法反應(yīng)完全`，副反應(yīng)少，所得烷基化產(chǎn)物苯基十八酸的含量較高。
權(quán)利要求
1.一種苯基十八酸的制備方法，其特征在于以油酸和苯為反應(yīng)物，以AlCl3為催化劑進行反應(yīng)，然后向反應(yīng)后的混合物中加入酸性水溶液，采用不溶于水的有機溶劑萃取，蒸發(fā)除去有機溶劑及過量的苯后即得到苯基十八酸產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的苯基十八酸的制備方法，其特征在于所述的油酸與苯的摩爾比為1: 3-1 7，油酸與AlCl3的摩爾比為O. 5-2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的苯基十八酸的制備方法，其特征在于:反應(yīng)溫度為45-85V。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的苯基十八酸的制備方法，其特征在于:反應(yīng)溫度為65-85V。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的苯基十八酸的制備方法，其特征在于反應(yīng)時間為4-12h。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的苯基十八酸的制備方法，其特征在于油酸與苯的摩爾比為I 5，油酸與AlCl3的摩爾比為1: 2，反應(yīng)溫度為65°C，反應(yīng)時間為6h。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的苯基十八酸的制備方法，其特征在于所述酸性水溶液包括鹽酸或硫酸的水溶液。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的苯基十八酸的制備方法，其特征在于所述不溶于水的有機溶劑包括甲苯或二甲苯。
全文摘要
一種苯基十八酸的制備方法，是以油酸和苯為反應(yīng)物，以AlCl3為催化劑進行反應(yīng)，然后向反應(yīng)后的混合物中加入酸性水溶液，采用不溶于水的有機溶劑萃取，蒸發(fā)除去有機溶劑及過量的苯后即得到苯基十八酸產(chǎn)品。本發(fā)明的方法反應(yīng)完全，副反應(yīng)少，所得苯基十八酸含量高。
文檔編號C07C57/42GK103044235SQ20131003387
公開日2013年4月17日 申請日期2013年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月29日
發(fā)明者牟伯中, 劉金峰, 楊世忠, 剛洪澤, 張琪琪 申請人:華東理工大學(xué)