CN106631780A - 一种制备2,2,4‑三甲基‑1,3‑戊二醇双异丁酸酯的方法 - Google Patents
一种制备2,2,4‑三甲基‑1,3‑戊二醇双异丁酸酯的方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种制备2,2,4‑三甲基‑1,3‑戊二醇双异丁酸酯的方法，其特征在于：以2.2.4‑三甲基‑1,3‑戊二醇单异丁酸酯和异丁酸为原料在碱性条件下进行酯化反应制得，反应过程容易控制，催化剂用量少，反应时间短，反应物转化率高，适用于工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种制备2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇双异丁酸酯的方法，属于精细化工技术领域。
背景技术
2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇双异丁酸酯是一种非邻苯类环保型增塑剂，是用于聚氯乙烯（PVC）、聚氨酯（PU）和其它树脂的多用途环保改性剂，具有低粘度、低密度、低凝固点、抗水解、无色透明、高稳定性、安全无毒等特点，这种增塑剂符合法规要求的最高标准，其无毒特性让众多玩具制造商和消费者感到放心。由于具有较低的初粘性和卓越的粘度稳定性与可加工性，该增塑剂可以满足高速的制模生产效率和循环周期要求，并且能保证厚度一致。因此广泛应用于各种PVC树脂制品，油墨、颜料和EVA乳液中。是水性丙烯酸乳液涂料高沸点的成膜助剂，是制备零VOC水性丙烯酸乳液涂料不可缺少的原料。
中国专利CN102267896A发明了一种2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯和异丁酸经酯化反应制备2,2,4-三甲基-1,3戊二醇二异丁酸酯。以2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯与异丁酸为原料，以固体酸为催化剂制备2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇二异丁酸酯。该方法存在诸多问题，比如：催化剂用量大、反应时间长、产品转化率低、生产成本高等。
发明内容
本发明的目的是提供一种制备2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇双异丁酸酯的方法，该方法在碱性条件下进行酯化，所用催化剂用量少且反应时间短，转化率高，经济效益明显。
本发明采用的技术方案是：
一种制备2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇双异丁酸酯的方法，其是以2.2.4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯和异丁酸为原料在碱性条件下进行酯化反应制得。
反应方程式为：
。
优选地，酯化反应中所用碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化钡、氢氧化镁中的一种或几种混合物。
优选地，所述碱的用量是2.2.4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯用量的千分之五到百分之五。
优选地，所述异丁酸与2.2.4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯MOL比2~4:1。
本发明的优点是：以2.2.4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯和异丁酸为原料在碱性催化剂作用下进行酯化反应，反应过程容易控制，催化剂用量少，反应时间短，反应物转化率高，适用于工业化生产。
具体实施方式
实施例1
将216克2.2.4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯和176克异丁酸放入1000ml三口烧瓶中，装上冷凝器、回流分水器和测温器，搅拌状态放入2克氢氧化钠，关闭投料口，保持每分钟70～80转的搅拌速率，缓慢加热至110℃，异丁酸和反应生成的气化水，经冷凝回到回流分水器，异丁酸和水分层，上层的异丁酸回到瓶中继续反应，随着水分的收集，瓶中反应生成的水减少，继续加温，逐步至165℃，保持在异丁酸沸点之上，把反应生成的水全部带出至回流器无水滴出现，整个回流时间2小时。随后回收异丁酸，温度保持在165℃，逐步使用真空，最终真空达到-0.09MPa,脱出未反应的异丁酸。降温至40℃，此时瓶中物料经气象色谱检测：异丁酸0.43%，2.2.4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯0.31%，2.2.4-三甲基-1,3-戊二醇双异丁酸酯97.6%。将反应物经100克温度40℃的水洗涤，再经简单的提纯，2.2.4-三甲基-1,3-戊二醇双异丁酸酯经气象色谱测试含量大于99.0%，达到一般工业品要求。
实施例2
将216克2.2.4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯和352克异丁酸放入1000ml三口烧瓶中，装上冷凝器、回流分水器和测温器，搅拌状态放入3克氢氧化钠，关闭投料口，保持每分钟70～80转的搅拌速率，缓慢加热至110℃，异丁酸和反应生成的气化水，经冷凝回到回流分水器，异丁酸和水分层，上层的异丁酸回到瓶中继续反应，随着水分的收集，瓶中反应生成的水减少，继续加温，逐步至165℃，保持在异丁酸沸点之上，把反应生成的水全部带出至回流器无水滴出现，整个回流时间1小时45分钟。随后回收异丁酸，温度保持在165℃，逐步使用真空，最终真空到达-0.09 MPa，脱出未反应的异丁酸。降温至40℃，此时瓶中物料经气象色谱检测：异丁酸0.35%、2.2.4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯0.28%，2.2.4-三甲基-1,3-戊二醇双异丁酸酯97.7%。
实施例3
将216克2.2.4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯和176克异丁酸放入1000ml三口烧瓶中，装上冷凝器、回流分水器和测温器，搅拌状态放入1.08克氢氧化钠，关闭投料口，保持每分钟70～80转的搅拌速率，缓慢加热至110℃，异丁酸和反应生成的气化水，经冷凝回到回流分水器，异丁酸和水分层，上层的异丁酸回到瓶中继续反应，随着水分的收集，瓶中反应生成的水减少，继续加温，逐步至165℃，保持在异丁酸沸点之上，把反应生成的水全部带出至回流器无水滴出现，整个回流时间2.5小时。随后回收异丁酸，温度保持在165℃，逐步使用真空，最终真空到达-0.09 MPa，脱出未反应的异丁酸。降温至40℃，此时瓶中物料经气象色谱含量检测：异丁酸0.36%，2.2.4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯0.37%，2.2.4-三甲基-1,3-戊二醇双异丁酸酯97.4%。
实施例4
将216克2.2.4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯和176克异丁酸放入1000ml三口烧瓶中，装上冷凝器、回流分水器和测温器，搅拌状态放入4克氢氧化钾，关闭投料口，保持每分钟70～80转的搅拌速率，缓慢加热至110℃，异丁酸和反应生成的气化水，经冷凝回到回流分水器，异丁酸和水分层，上层的异丁酸回到瓶中继续反应，随着水分的收集，瓶中反应生成的水减少，继续加温，逐步至165℃，保持在异丁酸沸点之上，把反应生成的水全部带出至回流器无水滴出现，用氢氧化钾反应比较激烈，加热比较缓慢，整个回流时间2小时40分钟。随后回收异丁酸，温度保持在165℃，逐步使用真空，最终真空到达-0.09 MPa，脱出未反应的异丁酸。降温至40℃，此时瓶中物料经气象色谱检测：异丁酸0.43%，2.2.4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯0.31%，2.2.4-三甲基-1,3-戊二醇双异丁酸酯97.6%。
实施例5
将216克2.2.4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯和176克异丁酸放入1000ml三口烧瓶中，装上冷凝器、回流分水器和测温器，搅拌状态放入2克氢氧化钡，关闭投料口，保持每分钟70～80转的搅拌速率，缓慢加热至110℃，异丁酸和反应生成的气化水，经冷凝回到回流分水器异丁酸和水分层，上层的异丁酸回到瓶中继续反应，随着水分的收集，瓶中反应生成的水减少，继续加温，逐步至165℃，保持在异丁酸沸点之上，把反应生成的水全部带出至回流器无水滴出现，整个回流时间2小时20分钟。随后回收异丁酸，温度保持在165℃，逐步使用真空，最终真空到达-0.09 MPa，脱出未反应的异丁酸。降温至40℃，此时瓶中物料经气象色谱检测：异丁酸0.43%，2.2.4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯0.41%，2.2.4-三甲基-1,3-戊二醇双异丁酸酯97.2%。
实施例6
将216克2.2.4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯和352克异丁酸放入1000ml三口烧瓶中，装上冷凝器、回流分水器和测温器，搅拌状态放入3克氢氧化钙，关闭投料口，保持每分钟70～80转的搅拌速率，缓慢加热至110℃，异丁酸和反应生成的气化水，经冷凝回到回流分水器，异丁酸和水分层，上层的异丁酸回到瓶中继续反应，随着水分的收集，瓶中反应生成的水减少，继续加温，逐步至165℃，保持在异丁酸沸点之上，把反应生成的水全部带出至回流器无水滴出现，整个回流时间约2小时30分钟。随后回收异丁酸，温度保持在165℃，逐步使用真空，最终真空到达-0.09MPa,脱出未反应的异丁酸。降温至40℃，此时瓶中物料经气象色谱检测：异丁酸0.36%、2.2.4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯0.45%，2.2.4-三甲基-1,3-戊二醇双异丁酸酯97.0%。
Claims (4)
1.一种制备2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇双异丁酸酯的方法，其特征在于：以2.2.4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯和异丁酸为原料在碱性条件下进行酯化反应制得。
2.根据权利要求1所述的一种制备2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇双异丁酸酯的方法，其特征在于：酯化反应中所用碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化钡、氢氧化镁中的一种或几种混合物。
3.根据权利要求1或2所述的一种制备2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇双异丁酸酯的方法，其特征在于：所述碱的用量是2.2.4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯用量的千分之五到百分之五。
4.根据权利要求1或2所述的一种制备2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇双异丁酸酯的方法，其特征在于：所述异丁酸与2.2.4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯MOL比2~4:1。
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