[发明专利]一种马来酸酐接枝植物油酸的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用马来酸酐对植物油酸进行改性的方法，具体涉及一种马来酸酐接枝植物油酸的制备方法，属于材料技术领域。

背景技术

石油资源是目前的主要能源，也是当前化工行业占据领先地位的基本原料，但是随着全球经济的发展和人们环保意识的增强，以及石油资源危机的加剧，特别是20世纪70年代石油危机后，人们认识到石油资源具有无法再生、石油化工产品难以生物降解、石油炼制和石油化学工业生产过程中三废污染严重等难题，完全将能源和有机化工的原料依附于不可再生的石油资源是十分危险的。为了摆脱对石油资源的依赖，化学界曾经在理论和实际生产上寻找新的出路。

油脂化学品以天然油脂为原料制成，具有取之天然、可再生、可生物降解、环境友好等优点，可以预计以天然油脂为基本原料的化工、精细化工产品将上升到重要地位。天然油脂可再生，是目前公认的也是唯一可以再生的石油替代品，而天然油脂中又以植物油最为理想。植物油是由不饱和脂肪酸和甘油化合而成的化合物，多数合成植物油的不饱和脂肪酸都含有一个双键，其双键位置通常在9位，植物油酸是不饱和脂肪酸中的一种，其含有1个不饱和键，化学式为CH₃(CH₂)₇CH=CH(CH₂)₇COOH，化学名为顺-9-十八碳烯酸。植物油酸是聚合物材料合成最有希望的石油替代原料之一，成为近年来的研究热点，以天然植物油酸作为化工产品原料来源越来越受到世界各国重视，利用天然植物油酸代替和部分代替石油生产化工产品已在各个领域蓬勃发展起来。

植物油酸中仅含有一个不饱和键，可以与亲烯体马来酸酐发生Alder-Ene反应。这个反应能将酸酐基团引入不饱和脂肪酸中，提高了植物油酸的官能度，同时没有改变植物油酸的不饱和度。反应得到的改性的植物油酸可制备出各种性能较好的植物油基高分子聚合材料。但是这个反应同时存在一些问题：例如，非共轭的植物油酸与马来酸酐发生Alder-Ene反应时，在没有催化剂存在时需要很高的活化能，反应温度需要200℃以上[Oil and Soap,18/19,23(1942); J.Am.Oil.Chem.Soc.,25,254(1948)]。而在高温反应下，反应收率也较低，通常在50%以下。同时，因为反应温度较高，产品易氧化，所得产物颜色深，严重影响下一步的应用。这些因素导致产品成本高，工业化生产受到限制，因此急需一种新的技术来解决目前存在的问题，以满足市场需求。

发明内容

本发明针对现有植物油酸改性工艺中存在的不足，提供了一种马来酸酐接枝植物油酸的制备方法。该方法采用催化剂降低反应活化能，提高反应收率。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种马来酸酐接枝植物油酸的制备方法，其特征是包括以下步骤：将植物油酸、马来酸酐、催化剂和溶剂加入到反应釜中，升温进行Alder-Ene反应，反应后减压蒸去未反应的原料和溶剂，得马来酸酐接枝植物油酸。

上述制备方法中，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。

上述制备方法中，所述植物油酸为具有一个不饱和双键的不饱和脂肪酸，不饱和双键的位置在9位。

上述制备方法中，植物油酸与马来酸酐的摩尔比为1:1.0～3.0，优选1：2.0。

上述制备方法中，植物油酸与催化剂的摩尔比为1: 0.005～0.02，优选1：0.01。

上述制备方法中，反应温度为150～180℃，优选170～180℃。

上述制备方法中，反应时间为5～10h，优选8～10h。

上述制备方法中，所述溶剂为能溶解植物油酸和马来酸酐的有机溶剂即可，例如甲苯。

上述制备方法中，反应在惰性气体保护下进行。

本发明反应方程式如下：

本发明所得产物有两种，是混合物，该混合物都可用作石油原料的替代品，可以以本发明产品为原料经过进一步的反应制备各种油脂化学品。

本发明在反应时加入催化剂，降低了反应难度，降低了反应活化能，使反应可以在低于200℃的温度下进行，且副反应少，产品收率高。反应过程中各工艺参数都对收率有一定的影响，如果不能选取合适的工艺参数，反应很难进行，马来酸酐很难接枝到植物油酸上，产物收率会降低。

本发明工艺简单，原料安全、易得，条件温和，安全无毒，成本低，所得产品颜色浅，可以进一步应用，更有利于工业化的实施。

附图说明

图1为本发明马来酸酐接枝植物油酸的红外谱图。

具体实施方式