專利名稱：丙二醇單甲醚的合成方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種丙二醇單甲醚的合成方法。
背景技術：
丙二醇甲醚(PM)是一種性能優(yōu)良、毒性較低的溶劑，具有溶解能力強， 揮發(fā)度低、閃點高，氣味溫和等優(yōu)點，已被廣泛地應用于涂料、印染和農(nóng)藥等 領域，同時它也可以作為燃料抗凍劑、洗滌劑、萃取劑和有機合成中間體。丙 二醇單甲醚的分子結構、物理化學性質(zhì)與乙二醇醚相近，所以被認為是毒性較 大的乙二醇醚類的理想替代產(chǎn)品。但是現(xiàn)有制備丙二醇甲醚的方法卻存在反應 溫度高(至少IO(TC以上)，壓力高、催化劑活性低(活性僅為60% 90%) 和選擇性低(選擇性僅為82% 90%)的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是為了解決現(xiàn)有制備丙二醇甲醚的方法存在反應溫度高，壓力 高、催化劑活性低和選擇性低的問題，而提供丙二醇單甲醚的合成方法。
丙二醇單甲醚的合成方法按以下步驟實現(xiàn) 一、將物質(zhì)的量為0.5
0.6mol、體積為20 24.3mL的無水甲醇，物質(zhì)的量為0.015 0.025mol、體積 為1.05 6mL的環(huán)氧丙垸與物質(zhì)的量為0.004 0.02mol的催化劑混合均勻， 得混合溶液A; 二、將混合溶液A水浴加熱至60 70。C，并磁力攪拌3 5h， 得混合溶液B;三、將混合溶液B自然冷卻至室溫后再進行常壓蒸餾，使混合 溶液B中的溶劑全部蒸出，即得丙二醇單甲醚；其中步驟一中催化劑為乙酸 鹽基甲基咪唑氫氧化物，或著乙酸基甲基咪唑氯化物與三氯化鐵按1 : 1 3的
摩爾比組成的離子液體。
本發(fā)明合成丙二醇單甲醚方法具有反應條件較溫和，在壓力為常壓的情況 下即可完成整個制備過程；本發(fā)明工藝簡單、反應溫度可控制在7(TC以下、 反應時間短(僅為4h)、操作容易，環(huán)氧丙垸轉化率為93.3% 94.2%，產(chǎn)物 的選擇性為98.1% 99.1%;整個反應過程在無溶劑條件下進行，不會造成環(huán) 境污染。本發(fā)明合成的丙二醇單甲醚(1-甲氧基2-丙醇或者2-甲氧基l-丙醇)可以 用乙酸鹽基甲基咪唑氫氧化物或乙酸基甲基咪唑氯化物與三氯化鐵按1 : l 3的摩爾比組成的離子液體調(diào)控合成。
具體實施例方式
具體實施方式
一本實施方式丙二醇單甲醚的合成方法按以下步驟實現(xiàn)
一、將物質(zhì)的量為0.5 0.6mol、體積為20 24.3mL的無水甲醇，物質(zhì)的量為 0.015 0.025mol、體積為1.05 6mL的環(huán)氧丙烷與物質(zhì)的量為0.004 0.02mol
的催化劑混合均勻，得混合溶液A; 二、將混合溶液A水浴加熱至60 7(TC， 并磁力攪拌3 5h，得混合溶液B;三、將混合溶液B自然冷卻至室溫后再進 行常壓蒸餾，使混合溶液B中的溶劑全部蒸出，即得丙二醇單甲醚；其中步 驟一中催化劑為乙酸鹽基甲基咪唑氫氧化物，或著乙酸基甲基咪唑氯化物與三 氯化鐵按1 : 1 3的摩爾比組成的離子液體。
本實施方式中所使用的化學試劑均為分析純。
本實施方式中乙酸鹽基甲基咪唑氫氧化物為堿性催化劑，乙酸基甲基咪唑 氯化物與三氯化鐵按1 : 1 3的摩爾比組成的離子液體為酸性催化劑。
本實施方式中乙酸基甲基咪唑氯化物與三氯化鐵按1 : 1 3的摩爾比組 成的離子液體是按照常規(guī)混合及攪拌而成。
按照本實施方式合成丙二醇單甲醚的反應方程式
喊性催化劑
CH3-CH —CH〕+ CH3OH- OH
CH; - C:H隱CH， - O - CH; 麵
h 酸性催化劑 u
O .. CH3國CJH國CH2 - OH 仲醚
(!)CH,
具體實施方式
二本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟一中無水甲 醇物質(zhì)的量為0.52 0.58mol、體積為21 23mL。其它步驟及參數(shù)與具體實施 方式一相同。
具體實施方式
三本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟一中無水甲
醇物質(zhì)的量為0.56md、體積為22mL。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
一相 同。
具體實施方式
四本實施方式與具體實施方式
一至三不同的是步驟一中環(huán) 氧丙垸物質(zhì)的量為0.018 0.022mol、體積為2.4 4.6mL。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
一至三相同。
具體實施方式
五本實施方式與具體實施方式
一至三不同的是步驟一中環(huán) 氧丙烷物質(zhì)的量為0.020mol、體積為3.5mL。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
一至三相同。
具體實施方式
六本實施方式與具體實施方式
四或五不同的是步驟一催化 劑物質(zhì)的量為O.Ollmol。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
四或五相同。
具體實施方式
七本實施方式與具體實施方式
四或五不同的是步驟一催化 劑物質(zhì)的量為0.016mol。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
四或五相同。
具體實施方式
八本實施方式與具體實施方式
一、二、三、六或七不同的 是歩驟二中將混合溶液A從室溫水浴加熱至65°C。其它歩驟及參數(shù)與具體實 施方式一、二、三、六或七相同。
具體實施方式
九本實施方式與具體實施方式
八不同的是步驟二中磁力攪 拌時間為4h。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
八相同。
具體實施方式
十本實施方式與具體實施方式
一不同的是乙酸鹽基甲基咪
唑氫氧化物是按照以下方法進行制備 一、按1 : 2的摩爾比稱取l-?；?3-甲 基氯化物和KOH、 NaOH、 LiOH或NH3vH20，并溶于水中，然后在冷水浴的 條件下進行攪拌5h，得混合溶液C; 二、將混合溶液C升溫至5(TC，并進行 減壓旋轉蒸發(fā)去除混合溶液C中的水，然后用無水甲醇洗滌1次并靜置2h， 得混合溶液D;三、將混合溶液D在溫度為40。C的條件下進行減壓旋轉蒸發(fā) 0.5h，去除掉混合溶液D中的無水乙醇，即得乙酸鹽基甲基咪唑氫氧化物。
本實施方式得到的乙酸鹽基甲基咪唑氫氧化物已經(jīng)通過FT-IR紅外光譜 進行了確認。
本實施方式制備的乙酸鹽基甲基咪唑氫氧化物反應方程式為(按照反應物 為l-?；?3-甲基氯化物和KOH):+ Cl_ + OH —
H3C—N^^N—C—COOH+ 2KOH -H,C _N 乂N—C一COOK + KCI
具體實施方式
十一本實施方式丙二醇單甲醚的合成方法按以下步驟實 現(xiàn)一、將物質(zhì)的量為0.5mol、體積為20mL的無水甲醇，物質(zhì)的量為0.025mol、 體積為5.8mL的環(huán)氧丙烷與物質(zhì)的量為0.016mol的乙酸鹽基甲基咪唑氫氧化 物混合均勻，得混合溶液A; 二、將混合溶液A水浴加熱至6(TC，并磁力攪 拌4h，得混合溶液B;三、將混合溶液B自然冷卻至室溫后再進行常壓蒸餾， 使混合溶液B中的溶劑全部蒸出，即得丙二醇單甲醚。
本實施方式得到丙二醇單甲醚為1-甲氧基2-丙醇，經(jīng)GC分析和GC-MS 分析環(huán)氧丙垸的轉化率為94.2%， 1-甲氧基2-丙醇的選擇性為99.1%。
按照本實施方式合成丙二醇單甲醚的反應方程式
CH3 - CH —CH2+ CH3OH-CH3 - - CH2 - O - CH具體實施方式
十二本實施方式丙二醇單甲醚的合成方法按以下步驟實
現(xiàn) 一、將物質(zhì)的量為0.6mol、體積為24.3mL的無水甲醇，物質(zhì)的量為 0.015mol、體積為1.05mL的環(huán)氧丙烷與物質(zhì)的量為0.016mol的乙酸基甲基咪 唑氯化物與三氯化鐵按1 : 3的摩爾比組成的離子液體混合均勻，得混合溶液 A; 二、將混合溶液A水浴加熱至7(TC，并磁力攪拌4h，得混合溶液B;三、 將混合溶液B自然冷卻至室溫后再進行常壓蒸餾，使混合溶液B中的溶劑全 部蒸出，即得丙二醇單甲醚。
本實施方式得到丙二醇單甲醚為2-甲氧基l-丙醇，經(jīng)GC分析和GC-MS 分析環(huán)氧丙垸的轉化率為93.3%, 2-甲氧基l-丙醇的選擇性為98.1%。
按照本實施方式合成丙二醇單甲醚的反應方程式<formula>formula see original document page 7</formula>具體實施方式
十三本實施方式丙二醇單甲醚的合成方法按以下步驟實
現(xiàn) 一、將物質(zhì)的量為0.6md、體積為24.3mL的無水甲醇，物質(zhì)的量為 0.015mol、體積為1.05mL的環(huán)氧丙烷與物質(zhì)的量為0.016mol的乙酸基甲基咪 唑氯化物與三氯化鐵按1 : 2的摩爾比組成的離子液體混合均勻，得混合溶液 A; 二、將混合溶液A水浴加熱至70。C，并磁力攪拌4h,得混合溶液B;三、 將混合溶液B自然冷卻至室溫后再進行常壓蒸餾，使混合溶液B中的溶劑全 部蒸出，即得丙二醇單甲醚。
本實施方式得到丙二醇單甲醚為2-甲氧基l-丙醇，經(jīng)GC分析和GC-MS 分析環(huán)氧丙垸的轉化率為93.8%， 2-甲氧基1-丙醇的選擇性為98.6%。
按照本實施方式合成丙二醇單甲醚的反應方程式
<formula>formula see original document page 7</formula>
權利要求
1、丙二醇單甲醚的合成方法，其特征在于丙二醇單甲醚的合成方法按以下步驟實現(xiàn)一、將物質(zhì)的量為0.5～0.6mol、體積為20～24.3mL的無水甲醇，物質(zhì)的量為0.015～0.025mol、體積為1.05～6mL的環(huán)氧丙烷與物質(zhì)的量為0.004～0.02mol的催化劑混合均勻，得混合溶液A；二、將混合溶液A水浴加熱至60～70℃，并磁力攪拌3～5h，得混合溶液B；三、將混合溶液B自然冷卻至室溫后再進行常壓蒸餾，使混合溶液B中的溶劑全部蒸出，即得丙二醇單甲醚；其中步驟一中催化劑為乙酸鹽基甲基咪唑氫氧化物，或著乙酸基甲基咪唑氯化物與三氯化鐵按1∶1～3的摩爾比組成的離子液體。
2、 根據(jù)權利要求1所述的丙二醇單甲醚的合成方法，其特征在于步驟一 中無水甲醇物質(zhì)的量為0.52 0.58mol、體積為21 23mL。
3、 根據(jù)權利要求l或2所述的丙二醇單甲醚的合成方法，其特征在于步 驟一中環(huán)氧丙垸物質(zhì)的量為0.018 0.022mol、體積為2.4 4.6mL。
4、 根據(jù)權利要求3所述的丙二醇單甲醚的合成方法，其特征在于步驟一 中催化劑物質(zhì)的量為0.016mol。
5、 根據(jù)權利要求l、 2或4所述的丙二醇單甲醚的合成方法，其特征在于 步驟二中將混合溶液A從室溫水浴加熱至65°C 。
6、 根據(jù)權利要求5所述的丙二醇單甲醚的合成方法，其特征在于步驟二 中磁力攪拌時間為4h。
7、 根據(jù)權利要求1所述的丙二醇單甲醚的合成方法，其特征在于乙酸鹽 基甲基咪唑氫氧化物是按照以下方法進行制備 一、按1 : 2的摩爾比稱取1 -酰基-3-甲基氯化物和KOH、 NaOH、 LiOH或NHyH20，并溶于水中，然后在 冷水浴的條件下進行攪拌5h，得混合溶液C; 二、將混合溶液C升溫至5(TC ， 并進行減壓旋轉蒸發(fā)去除混合溶液C中的水，然后用無水甲醇洗滌1次并靜 置2h，得混合溶液D;三、將混合溶液D在溫度為4(TC的條件下進行減壓旋 轉蒸發(fā)0.5h，去除掉混合溶液D中的無水乙醇，即得乙酸鹽基甲基咪唑氫氧 化物。
全文摘要
丙二醇單甲醚的合成方法，它涉及一種丙二醇單甲醚的合成方法。它解決了現(xiàn)有制備丙二醇甲醚的方法存在反應溫度高，壓力高、催化劑活性低和選擇性低的問題。方法一、制混合物A；二、制混合物B；三、將混合溶液B自然冷卻至室溫后再常壓蒸餾，使混合溶液B中的溶劑全部蒸出，即得丙二醇單甲醚。本發(fā)明工藝簡單、整個反應在常壓且低溫條件下即可實施，環(huán)氧丙烷轉化率為93.3％～94.2％，產(chǎn)物的選擇性為98.1％～99.1％；整個反應過程在無溶劑條件下進行，不會造成環(huán)境污染。本發(fā)明合成的丙二醇單甲醚(1-甲氧基2-丙醇或者2-甲氧基1-丙醇)可以用乙酸鹽基甲基咪唑氫氧化物或乙酸基甲基咪唑氯化物與三氯化鐵混合液調(diào)控合成。
文檔編號B01J31/04GK101550069SQ200910072118
公開日2009年10月7日 申請日期2009年5月25日 優(yōu)先權日2009年5月25日
發(fā)明者玉 白, 蔡清海, 嬪 路 申請人:哈爾濱師范大學