油酸異辛酯的合成新方法

1、油酸異辛酯的合成新方法油酸異辛酯是一種重要的有機(jī)化工原料，是合成環(huán)氧油酸異辛酯的主要中間體，同時(shí)一也可作為增塑劑廣泛應(yīng)用于橡膠、塑料等行業(yè)。環(huán)氧油酸異辛酯作為環(huán)氧類(lèi)增塑劑用在PVC中，當(dāng)與金屬穩(wěn)定劑并用時(shí)，能長(zhǎng)期發(fā)揮熱穩(wěn)定性和光穩(wěn)定性的協(xié)同效果，大大改善制品的穩(wěn)定性，且耐寒性能好，是耐寒耐候制品中常用的增塑劑，因此發(fā)展較快。油酸異辛酯的傳統(tǒng)合成方法是用油酸和異辛醇在酸性催化劑如濃硫酸、甲基磺酸等的作用下加熱酯化脫水而成。工業(yè)上常采用對(duì)甲苯磺酸、鈦酸四丁酯等作催化劑。但這些催化劑都存在某些不足之處，影響產(chǎn)品質(zhì)量。本文選擇的催化劑甲基磺酸鈣是一種耐水性非常好的Lewis酸，具有催化活性高、可重復(fù)使

2、用、對(duì)環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，合成催化劑甲基磺酸鈣的原料易得，是一種綠色酯化催化劑。1、實(shí)驗(yàn)部分1.1主要試劑與儀器油酸，異辛醇，甲基磺酸，氧化鈣，活性炭均為工業(yè)級(jí)。2型恒速攪拌器（上海中勝生物技術(shù)有限公司），Tensor27型紅外光譜儀(Bruker)。1.2催化劑的制備在裝有冷凝管的250mL的四口燒瓶里加入38.4g蒸餾水，再加入38.48(0.4mo1)甲基磺酸，開(kāi)攪拌，緩慢加入11.2g(0.2mo1氧化鈣加熱回流2.0h。趁熱過(guò)濾，洗滌，蒸干，在真空下，100C干燥3h。得甲基磺酸鈣36.8g，收率80.0%。1.3酯化反應(yīng)方程式油酸異辛酯是在催化劑的作用下酯化而成，反應(yīng)方程式如下CH.(

3、CHJ7CH=CH,CH,+IkO(:HJ：比1.4酯化反應(yīng)過(guò)程在裝有溫度計(jì)、分水器的500mL四口瓶中依次加入稱(chēng)量好的油酸、異辛醇和催化劑，攪拌均勻后檢測(cè)酸值，再加入活性炭保護(hù)顏色，氮?dú)鈳?，再在分水器上端安裝冷凝管，升溫到120一130C保溫4.0h反應(yīng)結(jié)束后，反應(yīng)體系冷卻至室溫，取少量過(guò)濾，濾液測(cè)定酸值1.5酯化率的測(cè)定按GB/T16685方法測(cè)定反應(yīng)體系的酸值，并按下式計(jì)算油酸的酯化率：酯化率-反戰(zhàn)初始酸值-反應(yīng)終點(diǎn)酸值x1(K)%2結(jié)果與討論2.1催化劑的選擇油酸異辛酷的傳統(tǒng)合成方法是用油酸和異辛醇在酸性催化劑如濃硫酸、甲基磺酸等的作用下加熱酷化脫水而成。由于硫酸、甲基磺酸等的強(qiáng)腐蝕

4、性和強(qiáng)氧化性，對(duì)設(shè)備的要求較高，而且產(chǎn)品顏色深，因而受到限制;工業(yè)上常采用對(duì)甲苯磺酸、鈦酸四丁酯等作催化劑，但此類(lèi)催化劑從產(chǎn)品中分離比較困難，仍需中和水洗等過(guò)程，生產(chǎn)工藝也較復(fù)雜，而且部分催化劑殘留在產(chǎn)品中，致使產(chǎn)品在儲(chǔ)存過(guò)程中質(zhì)量易發(fā)生變化，影響產(chǎn)品穩(wěn)定性。催化劑甲基磺酸鈣是一種耐水性非常好的Lewis酸，具有催化活性高、可重復(fù)使用、對(duì)環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，合成催化劑甲基磺酸鈣的原料易得，是一種綠色酯化催化劑。2.2催化劑用量對(duì)反應(yīng)酯化率的影響按照n（異辛醇）:n（油酸）=1.30:1的物料配比，在120-130C,氮?dú)鈳?，反?yīng)5.0h,改變催化劑的用量（總物料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同），考察不同催化劑

5、用量對(duì)反應(yīng)酯化率的影響，其結(jié)果見(jiàn)表1。H1催化劑用呈対反應(yīng)酯化率的影響催化劑卅扯!（%）駿値/(H/g)酯化率(L212.7S9.60.36.694.60.42.09S.40.5(k4599飛0.60.4199-7由表1可以看出，催化劑用量較少時(shí)，酸值較大，酯化率較小，隨著催化劑用量的增大，酸值減小，酯化率增大。當(dāng)催化劑用量超過(guò)0.5%時(shí)，酯化率變化不大，因此催化劑用量在0.5%為宜。2.3溫度對(duì)反應(yīng)酯化率的影響在其他條件同2.2節(jié)的條件下，考察不同溫度對(duì)反應(yīng)酷化率的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2*2溫度對(duì)反應(yīng)酯化率的影響溫度汽：酸值/(mgKOH醋化率10Q-11()13*7眥8110-1207,09

6、4.3120-B0(L4799,613)14()0,4S99.6由表2可以看出，反應(yīng)溫度低時(shí)一，反應(yīng)速率慢，酸值較高，酉旨化率較低，即使延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間，酸值降低也不明顯。反應(yīng)溫度高，反應(yīng)速率快，但當(dāng)反應(yīng)溫度超過(guò)130C后，酸值沒(méi)有明顯降低，酯化率變化不明顯，故反應(yīng)溫度控制在120-130C即可。2.4醇酸量比n（異辛醇）:n（油峻對(duì)反應(yīng)酯化率的影響油酸與異辛醇生成酯的反應(yīng)為可逆反應(yīng)，而且油酸異辛酯的成品指標(biāo)酸值要求較小，所以該反應(yīng)采用醇過(guò)量的方法促使反應(yīng)向生成酯的方向進(jìn)行，使反應(yīng)終點(diǎn)時(shí)油酸基本完全反應(yīng)。在其他條件同2.2節(jié)的條件下，考察不同醇酸比n（異辛醇）:n（油峻對(duì)反應(yīng)a化率的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果

7、見(jiàn)表3皿（異辛醇）:譏油酸）醴值/(/g醋化率丿強(qiáng)15t|13+0眇31.20:1&79451.25J1L99&4k30:1Or44眇61.35:10.4299.7由表3可以看出，隨著n（異辛醇）:n（油酸）配比的增大，酸值變小,酉旨化率逐漸增大。當(dāng)n（異辛醇）:n（油酸）配比為1.30:1時(shí)一，酸值較小，酯化率較高，再增加配比，酸值和酷化率無(wú)明顯變化，所以該配比條件最佳。2.5時(shí)一間對(duì)反應(yīng)酯化率的影響在其他條件同2.2節(jié)的條件下，考察不同時(shí)間對(duì)反應(yīng)酯化率的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。U4時(shí)間對(duì)反應(yīng)酯化宰的影響反應(yīng)時(shí)間兒酸值/(mgKOH/0酯化率/帰3.08,093”44.02.597.95.00

8、,4799.()6.00.4699.6由表4可知，開(kāi)始反應(yīng)時(shí)一反應(yīng)速率快，酸值很快降低；當(dāng)反應(yīng)時(shí)一間超過(guò)5h后，反應(yīng)趨向平衡，酸值下降緩慢，酯化率變化不大，所以選擇反應(yīng)時(shí)一間為5h最佳2.6重復(fù)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)甲基磺酸鈣催化合成油酸異辛酯的最佳條件：n（異辛醇）:n（油酸）=1.30:1,催化劑加入量為0.5%，活性炭保護(hù)顏色，氮?dú)鈳?，溫?20-130C，保溫反應(yīng)5h,進(jìn)行了重復(fù)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，在上述最佳條件下，酯化率99.6%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。its攝鏗條件下的垂交性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)車(chē)復(fù)實(shí)驗(yàn)13外觀（25X2）黃色透明黃色透明黃色透明液怵液體0.450.470.42酯化率99.699.699.7

9、從表5可以看出，實(shí)驗(yàn)重復(fù)性好。2.7產(chǎn)品的精制在密封性很好的裝置中，真空度控制在ioo0Pa溫度為iiooc,脫醇1h，收集過(guò)量的異辛醇，收集到的異辛醇可以重復(fù)利用，降溫至60C過(guò)濾得黃色透明的產(chǎn)品2.8產(chǎn)品表征圖1為油酸異辛酷的紅外光譜圖，由圖1可知，2958,2927,2856cm“為0出-的C-H伸縮振動(dòng)吸收峰，1739cm-1為酯的C=0伸縮振動(dòng)吸收峰，1463cm-1為甲基不對(duì)稱(chēng)性變振動(dòng)與亞甲基剪式振動(dòng)吸收峰，1167cm-1為酯的C-O-C的伸縮振動(dòng)吸收峰，而1695cm-1為-COOH伸縮振動(dòng)吸收峰幾乎沒(méi)有，說(shuō)明產(chǎn)物中油酸很少，3500cm-1附近的輕基-OH的特征吸收峰很小，說(shuō)明產(chǎn)物中異辛醇很少，與結(jié)構(gòu)相符，說(shuō)明油酸與異辛醇確實(shí)發(fā)生酯化反應(yīng)，生成了油酸異辛酯。圖1油酸片辛酯的紅外光譜圖3結(jié)語(yǔ)從以上的實(shí)驗(yàn)與分析可以看出，甲基磺酸鈣催化油酸異辛酷的合成最佳條件為：n（異辛醇）:n（油酸）=1