CN111423328B - 油酸癸酯的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及化合物的合成的技术领域，针对现有技术中没有油酸癸酯的制备方法的问题，提供了一种油酸癸酯的制备方法，其包括以下步骤：步骤（1），混合油酸与正癸醇，形成预混物；步骤（2），往预混物中加入催化剂，形成混合物；步骤（3），加热混合物至160℃‑280℃，反应2‑12h，取反应后的混合物，即得油酸癸酯。本发明具有加快反应速率、提高反应的收率以及产物纯度的效果。
Description
技术领域
本发明涉及化合物的合成技术领域，尤其是涉及一种油酸癸酯的制备方法。
背景技术
目前，从生物学的角度来说，油酸癸酯是一种类似皮肤脂肪类的物质，且无刺激性，常温下为微黄色的透明液体，可以和大多数常用的脂肪类原料相混溶。
油酸癸酯的流动性好，扩散性强，具有很强的渗透作用，能耐高温，通过大量的毒性试验和皮肤试验，已证实油酸癸酯可适应人体生理情况。
据最新研究发现，油酸癸酯有望用于制备新冠疫苗的稳定剂以提高新冠疫苗在保存过程中的稳定性，使得新冠疫苗在保存过程中更加不容易失去活性，进而使得新冠疫苗的效力更加不容易受到影响，因此，油酸癸酯对于新冠疫苗的进一步研究是具有重大意义的。
但是，目前并未发现油酸癸酯的制备方法，而从市面采购得到的油酸癸酯的纯度又难以保证，若油酸癸酯的纯度无法达到98％以上，不仅无法起到提高新冠疫苗的稳定性的效果，甚至可能还会对新冠疫苗的效力产生影响，因此，提供一种油酸癸酯的制备方法对于新冠疫苗的进一步研究具有极其重要的意义。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的之一是提供一种油酸癸酯的制备方法。
本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种油酸癸酯的制备方法，包括以下步骤：
步骤(1)，混合油酸与正癸醇，形成预混物；
步骤(2)，往预混物中加入催化剂，形成混合物；
步骤(3)，加热混合物至160℃-280℃，反应2-12h，取反应后的混合物，即得油酸癸酯。
通过采用上述技术方案，通过控制反应的温度以及反应时间，有利于更好地促进反应的进行，使得反应的转化率更高，同时，还有利于更好地抑制副反应以及逆反应，从而有利于更好地提高反应的收率以及提高产物纯度。
另外，通过控制反应的温度，还有利于更好地提高反应的速率，使得反应时间更短，有利于更好地提高生产效率，有利于更好地节约生产成本。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述步骤(2)中，催化剂为固体超强酸或氯化亚锡中的一种或两种。
通过采用上述技术方案，通过采用固体超强酸或氯化亚锡作为催化剂，有利于更好地提高反应速率，使得反应物更容易完全转化为目标产物，从而有利于更好地缩短反应时间，有利于更好地提高生产效率，有利于更好地节约生产成本。
在本发明中，固体超强酸可以为SO4 2-/Fe2O3固体超强酸、SO4 2-/TiO2固体超强酸、SO4 2-/ZnO2固体超强酸、WO3/ZnO2固体超强酸、MoO3/ZnO2固体超强酸中的一种或多种。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述固体超强酸为SO4 2-/MxOy型固体超强酸，其中，M为Zr或Ti或Fe。
通过采用上述技术方案，通过采用SO4 2-/MxOy型固体超强酸作为固体超强酸，有利于更好地促进反应的进行，使得反应速率提高，从而有利于更好地缩短反应时间，有利于更好地提高生产效率，使得生产成本更低。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述步骤(2)中，催化剂的添加质量为预混物的质量的3％-10％。
通过采用上述技术方案，通过控制催化剂的添加质量，有利于催化剂更好地发挥催化作用，从而有利于更好地提高反应速率，使得反应时间更短；同时，还使得催化剂的用量不容易过量，有利于更好地节约资源；另外，还有利于更好地抑制副反应以及逆反应，使得产物的收率以及产物纯度更高。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述步骤(2)中，预混物中还加入了4-溴苯腈。
通过采用上述技术方案，通过加入4-溴苯腈，有利于更好地促进催化剂的催化作用，使得反应的正向反应速率更高，从而有利于更好地缩短反应时间，有利于更好地提高生产效率，使得生产成本更低。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述步骤(2)中，4-溴苯腈的添加质量为催化剂的质量的0.1％-0.5％。
通过采用上述技术方案，通过控制4-溴苯腈的添加量，有利于更好地促进催化剂的催化作用，使得反应的正向反应速率更高，从而有利于更好地缩短反应时间，使得生产效率更高，有利于更好地降低生产成本；同时，使得4-溴苯腈的用量不容易过量，有利于更好地节约资源；另外，还有利于更好地减少副反应以及逆反应，使得产物的收率以及产物纯度提高。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述步骤(1)中，油酸与正癸酯混合的质量份数比为1.1-2.1：1。
通过采用上述技术方案，通过控制油酸与正癸酯混合的质量份数比，有利于反应物更好地完全反应，有利于更好地提高反应的转化率，使得反应的产率以及产物纯度更高。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述步骤(3)中，加热混合物至220℃-260℃，反应2-4h。
通过采用上述技术方案，通过控制反应温度，有利于更好地加快反应速率，使得反应时间更短，从而有利于更好地提高生产效率，使得生产成本降低。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述步骤(3)中，在反应过程中同时充惰性气体或抽真空。
通过采用上述技术方案，通过在反应过程中充惰性气体或抽真空，使得反应体系中更加不容易存在氧气，从而有利于更好地减少副反应的发生，有利于更好地提高反应的产率以及提高产物纯度；同时，还使得反应体系中的水蒸气更容易随惰性气体以及抽真空的气流排出至反应体系外，有利于更好地降低反应体系中的水蒸气含量，进而有利于更好地抑制逆反应，使得反应的产率以及产物纯度更高。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述步骤(3)中，取反应后的混合物置于密封环境中冷却至室温，即得油酸癸酯。
通过采用上述技术方案，通过在密闭的环境下将目标产物冷却至室温，使得目标产物在冷却过程中更加不容易被氧化，从而有利于更好地减少氧化反应以及副反应的发生，有利于更好地提高目标产物的纯度。
综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：
1.通过控制反应的温度以及反应时间，有利于更好地促进反应的进行，使得反应的转化率更高，同时，还有利于更好地抑制副反应以及逆反应，有利于更好地提高反应的收率以及提高产物纯度；
2.通过控制反应的温度，还有利于更好地提高反应的速率，使得反应时间更短，有利于更好地提高生产效率，有利于更好地节约生产成本；
3.通过采用固体超强酸或氯化亚锡作为催化剂，有利于更好地提高反应速率，使得反应物更容易完全转化为目标产物，从而有利于更好地缩短反应时间，有利于更好地提高生产效率，有利于更好地节约生产成本；
4.通过加入4-溴苯腈，有利于更好地促进催化剂的催化作用，使得反应的正向反应速率更高，有利于更好地缩短反应时间，有利于更好地提高生产效率，使得生产成本更低。
附图说明
图1为本发明中制备所得的油酸癸酯的1HNMR图谱；
图2为本发明中制备所得的油酸癸酯的红外光谱谱图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例1
一种油酸癸酯的制备方法，包括以下步骤：
步骤(1)，在四口烧瓶中加入油酸1kg与正癸醇1kg，混合均匀，形成预混物。
步骤(2)，往四口烧瓶中继续加入0.22kg SO4 2-/Fe2O3固体超强酸，混合均匀，形成混合物。
步骤(3)，把装有混合物的四口烧瓶放入油浴锅中，并在四口烧瓶的其中一个开口安装冷凝管以使得反应体系中的水蒸气排出，同时在冷凝管远离四口烧瓶的一端放置锥形瓶以收集水蒸气冷凝形成的水，并采用橡胶塞将四口烧瓶的其他开口封堵，然后加热油浴温度至160℃，反应12h，冷却至室温，即得油酸癸酯。
参见图1，为本实施例中制备所得的油酸癸酯的1HNMR图谱，参见图2，为本实施例中制备所得的油酸癸酯的红外光谱谱图，结合图1以及图2,可得，反应中制备所得的即为油酸癸酯。
实施例2
与实施例1的区别在于：步骤(3)中的反应温度为280℃，反应时间为5h。
实施例3
与实施例1的区别在于：步骤(3)中的反应温度为220℃，反应时间为4h
实施例4
与实施例1的区别在于：步骤(3)中的反应温度为240℃，反应时间为3h。
实施例5
与实施例1的区别在于：步骤(3)中的反应温度为260℃，反应时间为2h。
实施例6
与实施例1的区别在于：步骤(3)中的反应温度为250℃，反应时间为2h。
实施例7
与实施例6的区别在于：步骤(2)中的催化剂为氯化亚锡。
实施例8
与实施例7的区别在于：步骤(2)中的氯化亚锡的添加量为预混物的质量的2％，即0.04kg。
实施例9
与实施例7的区别在于：步骤(2)中的氯化亚锡的添加量为预混物的质量的3％，即0.06kg。
实施例10
与实施例7的区别在于：步骤(2)中的氯化亚锡的添加量为预混物的质量的10％，即0.2kg。
实施例11
与实施例7的区别在于：步骤(2)中还加入了4-溴苯腈，4-溴苯腈的添加量为催化剂的质量的0.6％，即1.32g。
实施例12
与实施例7的区别在于：步骤(2)中还加入了4-溴苯腈，4-溴苯腈的添加量为催化剂的质量的0.1％，即0.22g。
实施例13
与实施例7的区别在于：步骤(2)中还加入了4-溴苯腈，4-溴苯腈的添加量为催化剂的质量的0.5％，即1.1g。
实施例14
与实施例6的区别在于：步骤(1)中的油酸与正癸酯的质量比为2.3：1，即在四口烧瓶中加入油酸2.3kg与正癸醇1kg。相应地，催化剂的添加量对应为0.363kg。
实施例15
与实施例6的区别在于：步骤(1)中的油酸与正癸酯的质量比为1.1：1，即在四口烧瓶中加入油酸1.1kg与正癸醇1kg。相应地，催化剂的添加量对应为0.231kg。
实施例16
与实施例6的区别在于：步骤(1)中的油酸与正癸酯的质量比为2.1：1，即在四口烧瓶中加入油酸2.1kg与正癸醇1kg。相应地，催化剂的添加量对应为0.341kg。
实施例17
与实施例6的区别在于：
步骤(3)，把装有混合物的四口烧瓶放入油浴锅中，并向四口烧瓶的其中一个开口持续通入氮气，并控制氮气的流量为10m3/h，同时使得氮气从四口烧瓶的另一开口导出，并在氮气排出的开口安装冷凝管以冷凝反应体系中的水蒸气，同时在冷凝管远离四口烧瓶的一端放置锥形瓶以收集水蒸气冷凝形成的水，并采用橡胶塞将四口烧瓶的其他开口封堵，保持四口烧瓶内的压力为常压，然后加热油浴温度至250℃，反应2h，停止通氮气，冷却至室温，即得油酸癸酯。
实施例18
与实施例6的区别在于：
步骤(3)，把装有混合物的四口烧瓶放入油浴锅中，并在四口烧瓶的其中一个开口安装真空泵以抽真空，在真空泵的排气口安装冷凝管以冷凝反应体系中的水蒸气，同时在冷凝管远离真空泵的一端放置锥形瓶以收集水蒸气冷凝形成的水，采用橡胶塞将四口烧瓶的其他开口封堵，控制反应体系内的真空压力为0.1MPa，然后加热油浴温度至250℃，反应2h，停止抽真空，冷却至室温，即得油酸癸酯。
实施例19
一种油酸癸酯的制备方法，包括以下步骤：
步骤(1)，在四口烧瓶中加入油酸1.5kg与正癸醇1kg，混合均匀，形成预混物。
步骤(2)，往四口烧瓶中继续加入0.1kg氯化亚锡以及0.2g4-溴苯腈，混合均匀，形成混合物。
步骤(3)，把装有混合物的四口烧瓶放入油浴锅中，并向四口烧瓶的其中一个开口持续通入氮气，并控制氮气的流量为10m3/h，同时使得氮气从四口烧瓶的另一开口导出，并在氮气排出的开口安装冷凝管以冷凝反应体系中的水蒸气，同时在冷凝管远离四口烧瓶的一端放置锥形瓶以收集水蒸气冷凝形成的水，并采用橡胶塞将四口烧瓶的其他开口封堵，保持四口烧瓶内的压力为常压，然后加热油浴温度至250℃，反应2h，停止通氮气，并将四口烧瓶的开口均采用橡胶塞封堵，使得反应后的混合物置于密封的环境中，冷却至室温，即得油酸癸酯。
比较例1
与实施例6的区别在于：步骤(3)中的反应温度为150℃，反应时间为13h。
比较例2
与实施例6的区别在于：步骤(3)中的反应温度为300℃，反应时间为1.5h。
比较例3
与实施例6的区别在于：步骤(2)中加入的催化剂为浓硫酸。
比较例4
与实施例6的区别在于：步骤(2)中加入的催化剂为硫酸锡。
实施例2-19以及比较例1-4制备所得的物质采用与实施例1相同的检测分析方法进行检测分析，检测分析得到的谱图与实施例1的几乎相同，仅存在产率和纯度上的差别，在此不再赘述。
性能检测
检测并记录以上实施例制备所得的油酸癸酯的质量指标，检测所得酸值均在0.3-0.5的范围内；检测所得羟值均在0.5-1的范围内；检测所得碘值均在57-60的范围内；检测所得酯值均在138-143的范围内，符合油酸癸酯的质量指标。
实验1
检测并记录以上实施例以及比较例的反应收率(％)以及产物纯度(％)。
实验2
记录当反应产物均达到以下各项标准时的反应时间(min)：酸值≤0.6；羟值≤1.5；碘值在55-60的范围内；酯值在135-145的范围内。
以上实验的检测数据见表1。
表1
其中，表中的“-”表示目标产物在制备过程中无法达到质量指标。
根据表1中实施例1-6与比较例1-2的数据对比可得，通过控制步骤(3)中的反应温度以及反应时间，有利于更好提高反应的转化率，同时，还有利于更好地抑制副反应以及逆反应，从而有利于更好地提高反应的收率以及产物纯度；另外，还有利于更好地提高反应速率，使得反应产物达到质量指标的时间更短，有利于更好地提高生产效率，使得生产成本降低。
根据表1中实施例6-7与比较例3-4的数据对比可得，通过控制催化剂的种类，有利于更好地促进反应的进行，使得反应产物达到质量指标的时间更短，有利于更好地提高生产效率，使得生产成本降低。
根据表1中实施例7-10的数据对比可得，通过控制催化剂的加入量，有利于催化剂更好地发挥催化作用，从而有利于更好地提高反应速率，使得反应产物达到质量指标的时间更短，有利于更好地提高生产效率，使得生产成本降低；另外，还有利于减少副反应以及逆反应，使得反应的收率以及产物纯度提高。
根据表1中实施例7与实施例11-13的数据对比可得，通过加入4-溴苯腈，有利于更好地促进催化剂的催化作用，使得反应速率更快，有利于更好地缩短反应产物达到质量指标的时间；通过控制4-溴苯腈的添加量，还有利于4-溴苯腈更好地促进催化剂的催化作用，使得反应速率更快，从而使得反应产物达到质量指标的时间更短，还有利于更好地减少副反应以及逆反应，使得反应的收率以及产物纯度提高。
根据表1中实施例6与实施例14-16的数据对比可得，通过控制反应物油酸与正癸酯的质量比例，有利于提高反应的转化率，有利于反应物更好地完全转化为目标产物，从而有利于更好地提高反应的收率以及产物纯度。
根据表1中实施例6与实施例17-18的数据对比可得，通过在反应过程中充入氮气或在反应过程中抽真空，有利于更好地减少反应体系中的水蒸气含量，从而有利于更好地抑制逆反应，使得反应的收率以及产物的纯度提高。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种油酸癸酯的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤（1），混合油酸与正癸醇，形成预混物；
步骤（2），往预混物中加入催化剂和4-溴苯腈，所述4-溴苯腈的添加质量为催化剂的质量的0.2%-0.5%，形成混合物；
步骤（3），加热混合物至220℃-260℃，反应2-4h，取反应后的混合物，在反应过程中同时充氮气或抽真空，即得油酸癸酯；
所述催化剂为固体超强酸或氯化亚锡中的一种或两种，所述催化剂的添加量为预混物的3-10%；
油酸与正癸酯混合的质量份数比为1.1-2.1：1；
所述固体超强酸为SO4 2-/MxOy型固体超强酸，其中，M为Zr或Ti或Fe。
2.根据权利要求1所述的油酸癸酯的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中，取反应后的混合物置于密封环境中冷却至室温，即得油酸癸酯。
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