[发明专利]脂肪族二元酸烷氧基乙酯或丙酯合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及到脂肪族二元酸烷氧基乙（丙）酯的合成，是以脂肪族二元酸和二元醇单烷基醚为原料，在固体酸催化剂和共沸脱水剂作用下，进行直接酯化反应及生产过程；脂肪族二元酸包括戊二酸、己二酸、壬二酸、癸二酸等；二元醇单烷基醚包括乙二醇单烷基醚和丙二醇单烷基醚等。属有机化工技术领域。

背景技术

脂肪族二元酸烷氧基乙（丙）酯结构通式为：

R₁OCH₂CHROOC(CH₂)_nCOOCH₂CHROR₁

式中：n=3~8；R=H或CH₃；R₁=CH₃~C₄H₉

脂肪族二元酸烷氧基乙（丙）酯包括下列产品：戊二酸二甲氧基乙（丙）酯、己二酸二甲氧基乙（丙）酯、壬二酸二甲氧基乙（丙）酯、癸二酸二甲氧基乙（丙）酯；戊二酸二乙氧基乙（丙）酯、己二酸二乙氧基乙（丙）酯、壬二酸二乙氧基乙（丙）酯、癸二酸二乙氧基乙（丙）酯；戊二酸二丙氧基乙（丙）酯、己二酸二丙氧基乙（丙）酯、壬二酸二丙氧基乙（丙）酯、癸二酸二丙氧基乙（丙）酯；戊二酸二丁氧基乙（丙）酯、己二酸二丁氧基乙（丙）酯、壬二酸二丁氧基乙（丙）酯、癸二酸二丁氧基乙（丙）酯。

脂肪族二元酸烷氧基乙（丙）酯含有醚键和酯基官能团，是一种无毒耐低温增塑剂，能赋予制品优良的低温柔软性，并具有一定的光稳定性和耐水性。用于丁腈橡胶、氯丁橡胶、聚氨酯橡胶、丙烯酸酯橡胶等极性橡胶的耐寒性增塑剂，也可用作PVC、乙烯基树脂、纤维素树脂的增塑剂。典型产品特性如下：

戊二酸乙二醇单丁醚酯化学名为戊二酸二（丁氧基）乙酯，为无色透明液体，相对密度1.00（25℃），粘度17mPa·s（25℃），熔点－60℃，可作为聚氯乙烯和氯乙烯共聚物的增塑剂。

己二酸乙二醇单丁醚酯化学名为己二酸二（丁氧基）乙酯，为微具气味的液体，沸点205～216℃（533Pa），凝固点－34℃，粘度20mPa·s（25℃），可作为聚氯乙烯、氯乙烯共聚物、氯乙烯醇缩丁醛、乙酸丁酸纤维素的耐寒性增塑剂，具有优良的低温柔性、热稳定性和耐紫外光性。

壬二酸乙二醇单丁醚酯化学名为壬二酸二（丁氧基）乙酯为油状液体，相对密度0.98（25℃），粘度0.02Pa·s（25℃），凝固点－25℃。可作为乙烯基树脂和纤维素树脂的增塑剂。

癸二酸乙二醇单丁醚酯化学名为癸二酸二（丁氧基）乙酯，为无色透明液体，相对密度0.97（25℃），粘度0.025Pa·s（25℃），凝固点－20℃，沸点（1333Pa）255℃，本品为聚氯乙烯、氯乙烯共聚物、乙酸丁酸纤维素等树脂的耐寒增塑剂，增塑效能与癸二酸二丁酯类似，但挥发性低、耐久性高，可作为一些合成橡胶的增塑剂。

脂肪族二元酸烷氧基乙（丙）酯合成主要有直接酯化法。由脂肪族二元酸和二元醇单烷基醚在酸催化剂作用下直接进行酯化反应制得，目前普遍使用酸作为直接酯化反应的催化剂，常用的酸催化剂有硫酸、磷酸、对甲苯磺酸、氯磺酸、氨基磺酸等质子酸。酸的作用是使羟基质子化从而提高羟基的反应活性。

英国专利GB143069报道，采用釜式反应器，以浓硫酸作催化剂，蒸馏除水方法制备二元酸酯；中国专利CN200310108748.5报道了一种二元酸酯增塑剂及其制造方法，二元酸与醇醚在硫酸催化剂作用下，在真空84-97kPa下脱水，反应产物用10%碳酸钠溶液中和、水洗、活性炭脱色，回收过量醇醚后制得目标产品。

硫酸催化剂易得、价廉，催化活性高，但存在如下缺点：选择性不好，会因其氧化、脱水作用而与醇发生一系列的副反应，生成醛、醚、硫酸单酯、硫酸双酯、不饱和物及羧基化合物，产物颜色深，产品精制复杂；需要对反应产物进行中和、水洗分离，对环境有污染；对设备腐蚀严重；运输、贮存和使用不安全。对甲苯磺酸的氧化性较弱，可较好的防止反应产物的氧化着色，但对甲苯磺酸仍存在与产物分离困难等问题。