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水楊酸異辛酯(又名水楊酸-2-乙基戊酯）是一種重要的化工產(chǎn)品，外觀為無色至淡黃 色透明液體，略帶芳香氣味，對UVB (中文為：戶外紫外線）有吸收，在香水、香皂、防曬化妝品、醫(yī)藥行業(yè)中廣泛使用，也可作為有機(jī)溶劑和有機(jī)合成中間體，目前我國主要靠進(jìn)口。
工業(yè)合成水楊酸異辛酯主要以水楊酸為原料，濃硫酸作催化劑直接酯化，該方法存在產(chǎn)品色澤較深，設(shè)備腐蝕污染嚴(yán)重和不利于清潔生產(chǎn)等缺點(diǎn)。近年來，國內(nèi)廣泛研究了各種酸用于水楊酸異辛酯的制備，主要有對甲苯磺酸，硫酸氫鈉，固體超強(qiáng)酸等。這些酸較濃硫酸對設(shè)備的腐蝕性及污染均有所減輕，其中硫酸氫鈉和固體超強(qiáng)酸還可重復(fù)回收利用。但在這些改進(jìn)方法中，原料異辛醇與水楊酸的摩爾比不低于3:1，溫度均不低于160°C。其中，固體超強(qiáng)酸的催化溫度需達(dá)到190°C，且異辛醇是高沸點(diǎn)溶液，回收較困難，在工業(yè)化生產(chǎn)中會造成原料異辛醇的極大浪費(fèi)；另外，水楊酸與異辛醇的酯化反應(yīng)會有水生成，常需加入適量帶水劑來提高其酯化效率,增加了工業(yè)化生產(chǎn)的成本。
目前，以水楊酸甲酯為原料制備水楊酸異辛酯的國內(nèi)外文獻(xiàn)報道較少，僅有一篇中文文獻(xiàn)，即王家浚(王家浚，酯交換法合成水楊酸異辛酯，化學(xué)試劑，2004，26(4) :243-244)報道了以甲醇鈉為催化劑，經(jīng)過酯交換反應(yīng)制備水楊酸異辛酯，該法收率為85%，反應(yīng)溫度為20(T205°C。該法反應(yīng)最后仍有少量水楊酸甲酯，其原因在于甲醇鈉作為一種強(qiáng)的親核試劑會進(jìn)攻水楊酸母體的碳正離子，致使酯交換反應(yīng)存在一個反應(yīng)平衡，水楊酸甲酯不能完全轉(zhuǎn)化為水楊酸異辛酯。且該方法反應(yīng)溫度較高，在工業(yè)化生產(chǎn)中經(jīng)濟(jì)效益受到一定限制。
技術(shù)問題：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種水楊酸異辛酯的制備方法，該制備方法經(jīng)酯交換反應(yīng)制備水楊酸異辛酯，過程簡單，且水楊酸異辛酯的回收率高、純度高，制備成本低廉。
1技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的水楊酸異辛酯的制備方法，該制備方法包括以下步驟：
第一歩，在純度為70% — 99. 9%的水楊酸甲酯溶液中加入純度為70% — 99. 9%的異辛醇溶液，且水楊酸甲酯溶液中水楊酸甲酯和異辛醇溶液中的異辛醇的摩爾比為1 : 1一1 ： 3，攪拌1一3小時，形成混合均勻的原料溶液；
第二步，向第一步制備的原料溶液中加入呈固態(tài)的無機(jī)堿催化劑，無機(jī)堿催化劑的質(zhì)量為原料溶液質(zhì)量的0. 2% — 1. 0%，形成反應(yīng)溶液；
第三步，對第二步制備的反應(yīng)溶液加熱至100— 200°C，并攪拌反應(yīng)4一 10小時后，冷卻反應(yīng)溶液至2(T80°C，用溫度為50-100°C的熱水洗滌反應(yīng)溶液，分離并提取出有機(jī)相；第四步：首先，在第三步提取的有機(jī)相中加入無水Na2SO4，用無水Na2SO4干燥有機(jī)相，靜置8—12小時后,去除有機(jī)相中的Na2SO4 ;然后,將除去Na2SO4的有機(jī)相加入燒瓶中,進(jìn)行油泵減壓蒸餾，收集174— 178°C /1.0kPa的餾分，該餾分為水楊酸異辛酷。
進(jìn)ー步，所述的第三步中，在攪拌反應(yīng)4一 10小時后，回收酯交換過程中產(chǎn)生的甲 醇。
有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
(I)水楊酸異辛酯的回收率高、純度高?，F(xiàn)有技術(shù)中，以水楊酸為原料，濃硫酸作催化劑直接酷化，制備水楊酸異辛酯，水楊酸異辛酯的回收率可達(dá)80-85%，純度可達(dá)90-95%。當(dāng)用甲醇鈉作為催化劑，經(jīng)過酯交換反應(yīng)制備水楊酸異辛酷，該方法中，水楊酸異辛酯的回收率可達(dá)85%，純度可達(dá)98.5%。而采用本發(fā)明的制備方法制備的水楊酸異辛酯的回收率可達(dá)90%以上，純度可達(dá)99. 0%以上。由此可見，本發(fā)明制備的水楊酸異辛酯的回收率高、純度高。
(2)過程簡単。本發(fā)明的制備方法以水楊酸甲酯和異辛醇為原料，以無機(jī)堿為催化齊U，經(jīng)酯交換反應(yīng)制備水楊酸異辛酷，整個過程簡單、エ業(yè)易實(shí)現(xiàn)。
(3)制備成本低廉，經(jīng)濟(jì)效益高。相比現(xiàn)有技術(shù)中使用甲醇鈉作催化劑，本發(fā)明采用無機(jī)堿作為催化劑。無機(jī)堿價格便宜，有利于降低制備成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。同吋，采用無機(jī)堿作為催化劑制備水楊酸異辛酷，制備過程中的反應(yīng)溫度較低，通常為100—200°C。而現(xiàn)有技術(shù)中，使用甲醇鈉作催化劑制備水楊酸異辛酯時，制備過程中的反應(yīng)溫度通常為200°C以上。制備過程中的反應(yīng)溫度較低，有利于降低エ業(yè)化生產(chǎn)成本。
(4)甲醇可回收，有利于環(huán)境保護(hù)，提高經(jīng)濟(jì)效益。本發(fā)明中的酯交換過程所產(chǎn)生的甲醇作為副產(chǎn)品，可以回收利用。這不僅有利于環(huán)境保護(hù)，而且具有一定的經(jīng)濟(jì)價值。
以下再通過實(shí)施例形式的具體實(shí)施方式對本發(fā)明的上述內(nèi)容作進(jìn)ー步的詳細(xì)說明。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)施例。凡基于本發(fā)明上述內(nèi)容所實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。
本發(fā)明的一種水楊酸異辛酯的制備方法，包括以下步驟：
第一歩，在純度為70% — 99. 9%的水楊酸甲酯溶液中加入純度為70% — 99. 9%的異辛醇溶液，且水楊酸甲酯溶液中水楊酸甲酯和異辛醇溶液中的異辛醇的摩爾比為1:1一1： 3，攪拌1一3小時，形成混合均勻的原料溶液。
作為優(yōu)選，在第一歩中，水楊酸甲酯溶液中水楊酸甲酯和異辛醇溶液中的異辛醇摩爾比為1 : 2。
第二步，向第一步制備的原料溶液中加入呈固態(tài)的無機(jī)堿催化劑，無機(jī)堿催化劑的質(zhì)量為原料溶液質(zhì)量的0. 2% —1. 0%，形成反應(yīng)溶液。
在第二步中，無機(jī)堿催化劑為氫氧化鈉（NaOH)或氫氧化鉀（KOH)。作為優(yōu)選，無機(jī)堿催化劑的質(zhì)量為原料溶液總質(zhì)量的0. 5%。
第三步，對第二步制備的反應(yīng)溶液加熱至100—200°C，并攪拌反應(yīng)4一 10小時后，冷卻反應(yīng)溶液至2(T80°C，用溫度為50-100°C 的熱水洗滌反應(yīng)溶液，分離并提取出有機(jī)相。
在第二步中，在攬拌反應(yīng)4一10小時后，回收甲醇。對反應(yīng)溶液加熱至100—200°C，產(chǎn)生甲醇?xì)怏w。利用回收裝置回收無機(jī)堿催化劑與原料溶液進(jìn)行酯交換過程中產(chǎn)生的甲醇。作為優(yōu)選，對反應(yīng)溶液加熱至150°C。攪拌反應(yīng)的時間為5小時。熱水洗滌反應(yīng)溶液的次數(shù)為兩次或三次。
第四步：首先，在第三步提取的有機(jī)相中加入無水Na2SO4，用無水Na2SO4干燥有機(jī)相，靜置8 —12小時后，去除有機(jī)相中的Na2SO4 ;然后，將除去Na2SO4的有機(jī)相加入燒瓶中，進(jìn)行油泵減壓蒸餾，收集174— 178°C /1.0kPa的餾分，該餾分為水楊酸異辛酯。
在第四步中，油泵減壓蒸餾為現(xiàn)有技術(shù)。174— 178°C /1.0kPa表示油泵壓力表顯示1.0kPa，盛有有機(jī)相的容器內(nèi)的溫度計顯示174— 178°C。
本發(fā)明的制備方法以水楊酸甲酯和異辛醇為原料，以無機(jī)堿為催化劑，經(jīng)酯交換反應(yīng)制備水楊酸異辛酯。酯交換法是指酯與醇在酸或堿的催化下生成一個新酯和一個新醇的反應(yīng)，即酯的醇解反應(yīng)。為了克服以水楊酸為原料制備水楊酸異辛酯的缺點(diǎn)，以水楊酸甲酯和異辛醇為原料經(jīng)過酯交換反應(yīng)制備水楊酸異辛酯，水楊酸甲酯和異辛醇在酸或堿催化下生成水楊酸異辛酯和甲醇，其中甲醇是低沸點(diǎn)物質(zhì)，在反應(yīng)體系中較易除去。本發(fā)明的制備方法所得到的水楊酸異辛酯收率可達(dá)到90%以上，純度可達(dá)到99. 0% (GC)以上，并可回收酯交換過程中產(chǎn)生的甲醇作為副產(chǎn)品，且催化劑價格便宜，適合工業(yè)化生產(chǎn)。