一種環(huán)氧脂肪酸酯的合成方法技術(shù)

一種環(huán)氧脂肪酸酯的合成方法，該方法包括使甲(乙)酸與雙氧水在第一個(gè)微反應(yīng)器中接觸混合，引發(fā)過氧化反應(yīng)，使被引發(fā)的過氧化反應(yīng)物料在流出第一個(gè)微反應(yīng)器后，在與第一個(gè)微反應(yīng)器出口連接的延長管道(毛細(xì)或微管道)中繼續(xù)反應(yīng)數(shù)分鐘生成過氧甲(乙)酸；原位生成的過氧甲(乙)酸及未反應(yīng)雙氧水與脂肪酸酯在第二個(gè)微反應(yīng)器中接觸混合，引發(fā)環(huán)氧化反應(yīng)，使被引發(fā)的環(huán)氧化反應(yīng)物料在與第二個(gè)微反應(yīng)器出口連接的延長管道中、或其它釜式儲(chǔ)料器中繼續(xù)反應(yīng)數(shù)分鐘生成環(huán)氧脂肪酸酯。該方法將有機(jī)酸過氧化及雙鍵環(huán)氧化反應(yīng)串聯(lián)集成，連續(xù)合成環(huán)氧脂肪酸酯，過程安全可控，優(yōu)化條件下脂肪酸酯內(nèi)的雙鍵轉(zhuǎn)化率大于90％，環(huán)氧脂肪酸酯的選擇性大于80％。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種環(huán)氧脂肪酸酷的合成方法，特別涉及以原位生成的過氧酸與不飽和脂肪酸酯環(huán)氧化反應(yīng)合成環(huán)氧脂肪酸酷的微反應(yīng)方法。
技術(shù)介紹
傳統(tǒng)的鄰苯ニ甲酸酯類增塑劑對(duì)人體會(huì)產(chǎn)生毒害作用，甚至致癌，國際上已經(jīng)開始逐漸限制鄰苯ニ甲酸酯類增塑劑的使用。環(huán)氧脂肪酸酷是ー種新型環(huán)保增塑劑，分子結(jié)構(gòu)中帶有環(huán)氧基團(tuán)，主要包括環(huán)氧脂肪酸甘油酯和環(huán)氧脂肪酸甲酯兩大類。環(huán)氧脂肪酸酷類增塑劑具有無毒、耐熱、耐光性好，抗老化、抗沖擊、潤滑性好等優(yōu)點(diǎn)。環(huán)氧脂肪酸酷由脂肪酸酯中的不飽和碳碳雙鍵與有機(jī)過氧酸環(huán)氧化反應(yīng)エ藝制備。其中，有機(jī)酸過氧化反應(yīng)為該エ藝的第一歩，其與環(huán)氧化反應(yīng)同為快速反應(yīng)，同時(shí)也是強(qiáng)放熱反應(yīng)，常規(guī)反應(yīng)釜內(nèi)熱量和質(zhì)量傳遞速率比較慢，反應(yīng)所需的時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過本征反應(yīng)動(dòng)力學(xué)要求的時(shí)間，因此釜式エ藝采用長時(shí)間滴加并保溫的間歇反應(yīng)模式；反應(yīng)原料雙氧水滴加一般需要4小時(shí)以上，以防止過氧化氫及過氧甲酸的分解甚至爆炸，滴加完后仍需保溫反應(yīng)3-5小吋。滴加及反應(yīng)時(shí)間長的結(jié)果是，ー是在反應(yīng)溫度未達(dá)到動(dòng)力學(xué)要求前，需要添加穩(wěn)定劑(尿素)以避免過氧甲酸分解，ニ是環(huán)氧化反應(yīng)進(jìn)行的同時(shí)，副反應(yīng)有充足的時(shí)間進(jìn)行，環(huán)氧值降低。此外，過程不連續(xù)、不安全也是現(xiàn)有技術(shù)難以克服的。微反應(yīng)器傳質(zhì)傳熱系數(shù)高，混合性能好，溫度可均勻控制，因此可選擇快速反應(yīng)エ藝條件進(jìn)行放熱反應(yīng)，在快速反應(yīng)エ藝條件下(高濃度、高反應(yīng)溫度)，反應(yīng)時(shí)間極大縮短，與微反應(yīng)器的傳質(zhì)反應(yīng)時(shí)間相適應(yīng)，因而采用微反應(yīng)器進(jìn)行環(huán)氧脂肪酸酷的合成可縮短過程時(shí)間、提高環(huán)氧值、減少副產(chǎn)等，為此類環(huán)氧化反應(yīng)提供了新方法和手段。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，提供一種高效的合成環(huán)氧脂肪酸酯的新方法。上述目的通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):使甲酸與質(zhì)量濃度30%以上的雙氧水溶液在一微反應(yīng)器中接觸混合并引發(fā)過氧化反應(yīng)，使被引發(fā)的過氧化反應(yīng)物料在與該微反應(yīng)器出ロ連接的延長管道中繼續(xù)反應(yīng)1-10分鐘生成過氧甲酸，過氧化反應(yīng)溫度30-70°C ;使生成的過氧甲酸及未反應(yīng)的或剰余的雙氧水與脂肪酸酯在另一微反應(yīng)器中接觸，并引發(fā)環(huán)氧化反應(yīng)，使被引發(fā)的環(huán)氧化反應(yīng)物料在流出此微反應(yīng)器后，繼續(xù)在與該微反應(yīng)器出口連接的延長管道中、或其它釜式儲(chǔ)料器中反應(yīng)0.1-10分鐘；初始雙氧水與脂肪酸酯內(nèi)雙鍵總數(shù)的摩爾比為1-3: 1，環(huán)氧化反應(yīng)溫度40-100°C。本專利技術(shù)同時(shí)提供解決有機(jī)酸過氧化的安全快速反應(yīng)方法，而反應(yīng)生成的過氧酸原位與不飽和脂肪酸酯進(jìn)行環(huán)氧化反應(yīng)。在所述技術(shù)方案中:所使用的甲酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80-100%，所用的雙氧水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30-90%，雙氧水與甲酸摩爾比為1-2: 1，初始雙氧水與脂肪酸甲酯中雙鍵總數(shù)的摩爾比為1-2: I。甲酸與雙氧水溶液混合與反應(yīng)總時(shí)間優(yōu)選為5-10min，過氧甲酸與脂肪酸酯的混合與反應(yīng)總時(shí)間優(yōu)選為5-10min。所使用雙氧水溶液中還含有0-15%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的催化劑(0表示不加催化劑)，催化劑為硫酸、鹽酸、磷酸、硫酸亞鐵或ニ氯化錫。當(dāng)不使用催化劑時(shí)，甲酸自身能夠解離出氫離子以催化過氧酸的生成。所述的脂肪酸酯為結(jié)構(gòu)式1-不飽和脂肪酸甲酷(も、R2為C1-C8烷基、C2-C8烯烴基)和/或結(jié)構(gòu)式I1-不飽和脂肪酸甘油酯(も、R2 > R3、R4 > R5、R6為C1-C8烷基、C2-C8烯烴基)。不飽和脂肪酸主要為油酸、亞油酸、亞麻酸等。此外還可含有飽和脂肪酸酷，但是脂肪酸酷的碘值應(yīng)大于50，以保證有足夠多的不飽和雙鍵能夠進(jìn)行環(huán)氧化反應(yīng)。生物柴油、植物油、泔水油、動(dòng)物油及生物質(zhì)油直接或者處理后碘值大于50時(shí)均可用于本專利技術(shù)。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種環(huán)氧脂肪酸酯的合成方法，其具體步驟如下：(a)以濃度為30wt.％以上的雙氧水溶液為過氧化劑，與甲酸以摩爾比為1?2∶1在一微反應(yīng)器中接觸混合并部分反應(yīng)，混合后的反應(yīng)物料在與該微反應(yīng)器出口連接的延長管道中繼續(xù)反應(yīng)1?10分鐘生成過氧甲酸，過氧化反應(yīng)溫度30?70℃；(b)生成的過氧甲酸與脂肪酸酯在另一微反應(yīng)器中接觸混合，引發(fā)環(huán)氧化反應(yīng)，使被引發(fā)的環(huán)氧化反應(yīng)物料在流出此微反應(yīng)器后，繼續(xù)在與該微反應(yīng)器出口連接的延長管道中、或其它釜式儲(chǔ)料器中反應(yīng)0.1?10分鐘，雙氧水與脂肪酸酯內(nèi)雙鍵總數(shù)的摩爾比為1?3∶1，環(huán)氧化反應(yīng)溫度40?100℃。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種環(huán)氧脂肪酸酷的合成方法，其具體步驟如下: (a)以濃度為30wt.%以上的雙氧水溶液為過氧化劑，與甲酸以摩爾比為1-2: I在一微反應(yīng)器中接觸混合并部分反應(yīng)，混合后的反應(yīng)物料在與該微反應(yīng)器出口連接的延長管道中繼續(xù)反應(yīng)1-10分鐘生成過氧甲酸，過氧化反應(yīng)溫度30-70°C ； (b)生成的過氧甲酸與脂肪酸酯在另一微反應(yīng)器中接觸混合，引發(fā)環(huán)氧化反應(yīng)，使被引發(fā)的環(huán)氧化反應(yīng)物料在流出此微反應(yīng)器后，繼續(xù)在與該微反應(yīng)器出口連接的延長管道中、或其它釜式儲(chǔ)料器中反應(yīng)0.1-10分鐘，雙氧水與脂肪酸酯內(nèi)雙鍵總數(shù)的摩爾比為1-3: 1，環(huán)氧化反應(yīng)溫度40-100 °C。2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其中所述甲酸的濃度為80wt.% -...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳光文，陳毅征，韓梅，焦鳳軍，趙玉潮，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：