專利名稱：檸檬酸三甲酯的合成方法
技術領域：
本發明涉及有機合成中檸檬酸三甲酯的合成方法。
檸檬酸三甲酯[(CH3)3C6H5O7]已應用于日用化工添加劑、有機合成中間體等領域。其合成方法有兩種一種是以檸檬酸和甲醇為原料，對甲苯磺酸為催化劑進行酯化反應，如《化學試劑》(1983,5(2),107)；《Justus LiebigsAnn.Chem.》(1903,327,228)；另一種方法是以2-羥基-2-腈基丙二酸二甲酯〔HOC(CN)(CH2CO2CH3)2〕為原料，經甲醇和氯化氫水解而成，如Ger.Offen.2456030,1975；所記載的方法中，前一種方法的缺點是檸檬酸、甲醇和對甲苯磺酸都必須預先干燥脫水，酯化反應生成的水分沒有除去，反應不能進行到底，產率低；后一種方法的缺點是原料價格昂貴，生產成本高。
本發明的目的是克服現有合成方法中存在的缺點，提供一種有效的、簡單易行的、高產率的合成方法。
本發明的檸檬酸三甲酯的合成方法，其技術特征在于檸檬酸與甲醇的酯化反應中，采用多次反應蒸餾脫水法，除去反應物中原有的水分及酯化反應中生成的水分，促使酯化反應進行到終點。具體步驟如下a．酯化反應將檸檬酸、甲醇和對甲苯磺酸(C7H8O3S)催化劑之混合物，加熱回流反應3～6h，然后常壓蒸餾回收甲醇，減壓蒸餾除去水分；再加甲醇于蒸餾殘存物中，重新加熱回流反應3～6h，以同樣方法蒸餾回收甲醇及除去酯化反應生成的水分；如上方法共進行3～6次，促使酯化反應進行到終點。
b．產物分離酯化反應中，最后一次加熱回流反應結束后，常壓蒸餾回收甲醇，然后加入純水，加熱、攪拌使物料完全溶解，冷卻、結晶、過濾、水洗、干燥，制得檸檬酸三甲酯產品，純度98％以上，產率大于80％。
本發明的檸檬酸三甲酯的合成方法，由于采用多次反應蒸餾脫水法，除去反應物中的水分及酯化反應生成的水分。省略了現有方法中對檸檬酸、甲醇和對甲苯磺酸的干燥工序；克服了可逆性酯化反應中，因生成水分反應難于進行到底、產率低的弊病。實驗證明本發明的生產工藝簡單，簡化了設備，節省原材料費，提高產率，綜合比較結果成本低等特點。
實例1稱取工業級檸檬酸(含結晶水)175克，加入裝有攪拌器、回流冷凝管和溫度計的反應瓶中，加入甲醇200ml及對甲苯磺酸(含1結晶水)5.5克，攪拌、加熱回流4h。將回流裝置改為蒸餾裝置，常壓蒸餾回收甲醇，再減壓蒸餾除去水分。冷卻至60℃以下，加甲醇150ml，加熱回流5h，以同樣方法蒸餾回收甲醇及除去酯化反應生成的水分。如上方法反復進行5次，最后一次回流反應結束后，常壓蒸餾回收甲醇，然后加純水100ml，加熱、攪拌至物料完全溶解。倒入燒杯中，冷卻、結晶、過濾、水洗、干燥，制得檸檬酸三甲酯159克，熔點76～78℃，純度98.5％，產率81.5％。產品經紅外光譜測定，與標準譜圖對照，分子結構譜圖完全一致。
實例2稱取工業級檸檬酸(含結晶水)875克，甲醇1000ml及對甲苯磺酸(含1結晶水)28克，加入反應瓶中。如同實例1操作程序，制得檸檬酸三甲酯785克，熔點77～79℃，純度98.7％，產率80.5％。
權利要求
1．一種合成檸檬酸三甲酯的方法，其特征在于檸檬酸與甲醇的酯化反應中，采用多次反應蒸餾脫水法，除去反應物料中原有的水分及酯化反應生成的水分，促使酯化反應進行到終點，其步驟如下將檸檬酸、甲醇和對甲苯磺酸之混合物，加熱回流反應3～6h，常壓蒸餾回收甲醇，減壓蒸餾除去水分；再加甲醇于蒸餾殘存物料中，重新加熱回流反應3～6h，以同樣方法蒸餾回收甲醇及除去酯化反應生成的水分；如上方法共進行3～6次；最后一次回流反應結束后，常壓蒸餾回收甲醇，然后加入純水，加熱、攪拌使物料完全溶解，冷卻、結晶、過濾、水洗、干燥，制得檸檬酸三甲酯產品，
2．如權利要求1所述的檸檬酸、對甲苯磺酸和甲醇，其特征在于可以使用不含水分的化合物，也可以使用含有水分(包括結晶水)的化合物，
3．如權利要求1所述的加熱回流反應，其特征在于加熱回流溫度為65～75℃。
全文摘要
本發明涉及一種以檸檬酸、甲醇為原料,對甲苯磺酸為催化劑的檸檬酸三甲酯的合成方法。采用多次反應蒸餾脫水法,除去反應物中的水分及酯化反應生成的水分,促使酯化反應進行到終點。本方法簡單易行,省略了對原料的干燥工序,提高產率,可制得純度在98.0%以上,產率大于80.0%的檸檬酸三甲酯產品。
文檔編號C07C69/704GK1222503SQ9812495
公開日1999年7月14日 申請日期1998年11月23日 優先權日1998年11月23日
發明者顏克港, 朱程瑄 申請人:河北省固安縣宏峰化工有限公司