1,2-乙二醇单乙酸酯的几种常见合成方法

2025/11/5 9:09:44 作者:南星

概述

1,2-乙二醇单乙酸酯(Ethylene glycol monoacetate,简称EGMA),又称2-羟基乙基乙酸酯,结构式为C4H8O3。1,2-乙二醇单乙酸酯是一种无色、微带水果香味的液体,能溶于水、醇、醚等多种溶剂,也能作为溶剂,溶解硝酸纤维素、乙酸纤维素、聚苯乙烯和聚乙酸乙烯酯等。1,2-乙二醇单乙酸酯还是铸造工艺中铸模的粘结剂和油漆的去除剂。它作为一种含氧燃料的添加剂,凭借其具有较高的氧含量,能够提高发动机的热效率并降低氮氧化合物的排放。因此,使用1,2-乙二醇单乙酸酯能够减少尾气排放,从而达到了保护环境的目的。1,2-乙二醇单乙酸酯有多条合成路线,常见的合成方法有乙烯氧化法、环氧丙烷合成法、酯化合成法和直接酯化法等。

制备方法[1]

1、乙烯氧化法

Mark等以Pd(OAC)2代替浓硫酸催化剂,对乙烯在含有硝酸锂的乙酸溶液进行了探索性研究,证明了会有1,2-乙二醇单乙酸酯的生成,合成路线见下图。随后Kuznetsova对该反应的机理进行了深入研究,发现了在1,2-乙二醇单乙酸酯的生成过程中的羰基来源于硝酸锂,其它的氧原子由乙酸提供。而陆广中等人是在含有PdCl2-CuCl2-Cu(OAc)2的乙酸溶液体系下,催化乙烯合成1,2-乙二醇单乙酸酯,虽然乙烯作为反应物的转化率较高,但需要在有O2的环境下才能进行反应。该反应不仅需要考虑反应气体中氧含量是否在爆炸范围内,还需保证反应体系中不能生成CuCl2沉淀。综上,乙烯氧化法的危险性较高,不利于工业生产。

乙烯氧化法制备1,2-乙二醇单乙酸酯

2、氯乙醇酯交换法

氯乙醇酯交换法中有两条常见的合成路线。其一,通过醋酸钾和2-氯乙醇的催化合成,将醋酸根基团直接取代了2-氯乙醇上的氯原子,即可合成1,2-乙二醇单乙酸酯,合成路线见下图。其二,通过环氧乙烷与乙酸生成EG和EGDA,进而酯交换法合成了1,2-乙二醇单乙酸酯。虽然第二条反应路线中混合物组成较为简单,但是环氧乙烷的危险性极大。此外,该反应体系需要在较高的反应温度和反应压力下进行,安全性较差,不符合化工安全生产的标准。

氯乙醇酯交换法制备1,2-乙二醇单乙酸酯

3、乙二醇酯化法

乙二醇酯化法是EG上的羟基和乙酸上的羧酸基团之间脱去水分子,从而生成1,2-乙二醇单乙酸酯,如图所示。传统的工艺路线是利用浓HSO4催化合成1,2-乙二醇单乙酸酯,但是存在腐蚀设备、酸中和处理和难以分离液体酸催化剂的问题。周红等人制备了FeY固体酸催化剂,催化合成乙二醇乙酸酯,乙酸酯的收率能达到84.6%。利用固体酸催化剂催化EG和乙酸直接酯化合成1,2-乙二醇单乙酸酯,有着原料易得、合成工艺不苛刻的优势,所以具有更高的应用价值。

乙二醇酯化法制备1,2-乙二醇单乙酸酯

参考文献

[1]田泽楠. 固体酸催化乙二醇和乙酸酯化制备乙二醇单乙酸酯[D]. 河北:河北工业大学,2023.

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