[发明专利]一种ZSM-5分子筛催化合成脂肪族二元酸烷氧基乙酯的方法

说明书

技术领域

本发明属于化学技术领域，涉及一种脂肪族二元酸烷氧基乙酯的合成方法，具体地说，涉及一种ZSM-5分子筛催化合成脂肪族二元酸烷氧基乙酯的方法。

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：丁二酸二甲氧基乙(丙)酯、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；丁二酸二乙氧基乙(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；丁二酸二丙氧基乙(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；丁二酸二丁氧基乙(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，是一种无毒耐低温性能良好的增塑剂，能赋予制品优良的低温柔软性，并具有光稳定性、耐水性、耐冲击性、俗话效率及黏性好的特点。常用于丁腈橡胶、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℃，可作为聚氯乙稀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，为微具有气味的液体，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255℃(1333Pa)，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醚在酸催化剂作用下直接酯化反应制得。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CN200610128326.8报道了一种脂肪醇聚醚二元酸酯合成与应用方法。二元酸与醇醚在对甲苯磺酸或钛酸四丁酯催化剂作用下，在200～220℃温度下，氮气保护，搅拌反应4h，然后降温，可得到本专利所述的淡黄色聚醚二元酸酯；中国专利CN97104061.3报道了一种脂肪族二元酸酯的制备方法。其以脂肪族二元酸和脂肪醇为原料，采用硅胶负载型杂多酸催化剂合成该类脂肪族二元酸酯。

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、不饱和化合物及羧基化合物，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于产物分离困难等问题。