己二酸二辛酯的合成工艺研究.pdf

2011年11月
林洵等,己二酸二辛酯的合成工艺研究
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己二酸二辛酯的合成工艺研究
林洵,陈建福
漳州职业技术学院食品与生物工程系,漳州363000
[摘要]以固体超强酸树脂为化催化剂,合成了二酸二辛酯。考察了醇酸物质的量
比、带水剂用量、反应时间及催化剂用量对酯化反应的影响,确定了合成己二酸二辛酯的最佳反应
条件。固定己二酸用量为0.1mol,在醇酸物质的量比为3:1、催化剂用量(以反应物己二酸质量
计)1%、带水剂环己烷9mL,反应时间140min的条件下,己二酸二辛酯收率可达9.6%以上。
[关键词]固体超强酸树脂己二酸己二酸二辛酯合成
己二酸二辛酯(DOA)是一种聚氯乙烯的耐1.3分析与测试
寒性增塑剂,可以改善聚合物的低温柔软性和耐
(1)酸值的测定与计算。根据出水量可初步
冲击性,广泛用于农用薄膜、人造革、冷冻食品包判断反应物的酯化状况,隔一定时间取样分析反
装、合成橡胶等的増塑剂2。通常己二酸二辛应体系的酸值。准确称取一定量的样品,加入30
酯由己二酸和正辛醇在酸催化下直接酯化制得,mL甲苯与乙醇(体积比2:1)的混合溶液,充分摇
目前多以浓硫酸和对甲苯磺酸为催化剂,但此工荡使其溶解,加入2~3滴酚酞指示剂,用0.1
艺存在产品质量差、对设备腐蚀严重、副反应多、mol/L标准NaOH溶液滴定至桃红色,15s内不
后处理复杂、对环境污染严重等问题。因此,用新褪色,并做空白试验。以下式计算体系酸值:
型催化剂来代替硫酸合成己二酸二辛酯成为研究
酸值=40c(V。-VG)/m
的热点31
式中:c-NaOH的浓度,mol/L;
本研究以自制的新型固体超强酸树脂为催化
V一实验消耗的NaOH溶液体积,mL;
剂催化合成己二酸二辛酯,通过实验优化工艺条
V空白实验消耗的NaOH溶液体积,mL;
件,获得了较理想的结果。
m一样品的质量,g
2)酯化率的计算。
实验部分
1.1试剂
化率=(1-区应后酸值)x1009
精己二酸,工业级,辽阳石化公司;辛醇,工业2结果与讨论
级,齐鲁石化公司;固体超强酸树脂催化剂,自制;
2.1反应条件对酯化率的影响
环己烷、无水乙醇,均为分析纯,汕头西陇化工厂
固定己二酸用量为0.1mol,进行单因素实
氢氧化钠,分析纯,中国医药集团上海化学试剂。验,考察反应条件对酯化率的影响。
1.2实验方法
1.1反应时间的影响
按一定比例将己二酸、辛醇加人带有搅拌器
反应时间对酯化反应的影响很大。固定辛醇
温度计、分水器、回流冷凝管的四口烧瓶反应装置
与己二酸物质的量比为3:1、带水剂环己烷9mL,
中,搅拌升温,加热溶解至指定温度后,加入超强催化剂用量1%(以反应物己二酸质量计,下同),
固体酸树脂催化剂进行回流反应,环己烷与水共考察了反应时间对酯化率的影响,结果如
沸将水带出,通过冷凝管冷却流入油水分离器进表1所示。
行分离。反应结束后,冷却分离出催化剂和酩层,
减压蒸馏回收过量的辛醇和环己烷,其余反应液
收稿日期:201l-09-28。
经饱和 Nahcoっ浴液和饱和NaCL水溶液洗涤,将
作者简介:林洵,讲师,硕土,从事应用化学的教学及科研工作。
油层进行减压蒸馏,收集214~216℃的馏分,得
基金项目:福建省教育厅B类科技计划研究项日
B11310),漳州市科技计划项目(22010003),漳州职业技
无色透明液体即为产物。
术院科研计刘资助项目(ZZY111)l
油化
进展
ADVANCES IN FINE PETROCHEMICALS
第12卷第11期
表1反应时间对酯化率的影响
移动,从而提高己二酸二辛的收率。但带水剂
项目应时回(m一
的用量要适宜,带水剂过量,使崎化反应体系的温
120
度降低、而日使整个反应体系中反应物的浓度降
酯化率,%
68.285.693.798.799.6
低,导致酯的收率下降。本实验条件下,带水剂的
从表1可以看出,随着反应时间的延长,体系适宜用量为9ml
的酯化率增加;而反应体系中酸和酯的浓度随着
表3带水剂用量对酯化率的影响
反应进行逐渐降低,酯化速率也相应下降;当反应
带水剂用量/ml.
时问在140min以内时,延长反应时间有利于脂
项
6
9
化率的增加,之后继续延长反应时问则酯化率增
醋化率,
67.386.199.697.396.9
加不明显。说明在140min时反应已基本达到平
衡,再延长反应时间,将增加生产能耗,也可能导
1.4催化剂用量对酯化率的影响
致副反应发生。因此,本实验条件下最佳反应时
催化剂可以加快反成速率、用量太少则反应
间为140rmin,此时的酯化率可达到99.6%以上。
速率增加较慢,反应转化率较低,但过多又会增加
1.2醇酸物质的量比对酯化率的影响
生:产成本,造成浪费。固定反应时间140min、醇
酯化反应是可逆反应,増加反应物的浓度或酸物质的量比3:1、带水剂环己烷用量9mL,考察
减少生成物的浓度,均有利丁于反应向正方向进行。催化剂用量対階化率的影响结果见表4。
在实际生产中,往往通过增加较便宜的反应原料
表4催化剂用量对酯化率的影响
使反应向酯生成的方向移动。所以,本反应体系
化剂用量.%
中辛醇的用量要比理论值大得多。固定反应时间
0.8
].4
140min、带水剂环己烷9mL、催化剂用量1%,考
化率,%77.49?.399.699.
察醇酸物质的量比对酯化率的影响,结果如表2
从表4可以看出,当催化剂用量少于己二酸
所
质量的1.4%时,增加催化剂用量,脂化率也随之
表2醇酸物质的量比对酯化率的影响
増加;当催化剂用量超过1.0%时,附化率基本稳
项目
n(辛醇):n(已二酸
2.0:12.5:13.0:J3.5:14.0:14.50:1
定,再增加催化剂的用量,酯化率并无明显增加.
化率,%85.496.799.698.897.497.1
从階化率和生产成本综合考虑,催化剂适宜用量
为%,本实验条件下催化剂用量为0.537g。
从表2可看出,当辛醇用量较低时,酯化率随2.2催化剂重复使用性能的考察
着醇酸物质的量比的增加而増加;当酸物质的
衡量催化剂性能的重要指标是催化剂的重复
量比大于3.0:1,酯化率又有所降低。这是因为
使用效果。催化剂可重复使用次数越多,工业成
增加辛醇的用量有利于反应向酯生成的方向移本就越低。在优化条件下重复进行化反应实
动;而当醇酸物质的量比过大时,过多的辛醇溶解验,即反应时间140min、醇酸物质的量比为3:
于反应体系中,降低了反应物中催化剂的浓度,使
带水剂环已烷9ml.、催化剂用量1%,每次反应完
酯化率下降。辛醇过量太多不仅造成原料的浪成后过滤分离出催化剂,并用于下一次的化反
费,不利于酯化率的提高,同时会增加回收辛醇的应,考察该催化剂的重复使用性能,结果见表5
费用。因此,最佳的醇酸物质的量比为3:1
2.1.3带水剂环已烷用量