柠檬酸三正丁酯及其乙酰化产物的合成与应用

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1、柠檬酸三正丁酯及其乙酰化产物的合成与应用发酵有机酸科技交流柠檬酸三正丁酯及其乙酰化产物的合成与应用刘颖。(天津师范大学，天津300384)摘要：柠檬酸酯是环保型塑料增塑剂，可以取代限用的邻苯二甲酸酯类增塑荆。本文介绍了柠檬酸三正丁酯及其乙酰化的新的合成工艺．为合成研究提供了实验数据。关键词：柠檬酸三正丁酯；乙酰化；乙酰柠檬酸三正丁酯；合成前言增塑剂按其作用可以分为内增塑剂和外增塑剂，本文所涉及到的均为外增塑剂。外增塑剂的作用机理是增塑剂分子插入到聚合物分子链之间，削弱了聚合物分子链问的引力，从而使聚

2、合物的塑性增加。作为增塑剂，邻苯二甲酸酯类是最广泛使用的增塑剂，品种多，产量大。邻苯二甲酸酯类的生产量约占增塑剂总产量的80％左右⋯。但随着人们环保意识的不断增强欧盟予1999年12月7日发布禁令；禁止销售供3岁以下儿童使用的、放人口中的PVC。软塑料玩具及儿童用品，包含以下邻苯二甲酸酯类增塑剂中的一种或多种(DINPo、DOP④、DBP。、DIDP@、DNOPv、BBP。)。美国环境保护局停止了部分邻苯二甲酸酯的工业生产，DOP只限于在高含水量的食品包装中使用，肉类包装必须用其他无毒增塑剂代替‘2

3、1。我国是玩具出口的第一大国，最近一段时间，欧盟和俄罗斯不断对我国出口的玩具发出警告，说，明各国对医药及食品包装、日用品、玩具等塑料制品的主增塑剂DOP提出了更高的纯度及卫生要求，但目前国内工业生产的主增塑剂在许多性能上特别是卫生、低毒性等都难以满足环保的要求，为此，国内塑料助剂行业的专家和科研机构均纷纷加快了无毒增塑剂的研究和开发力度。但目前国内无毒增塑剂的生产正面临两大难题：一是副产品多，收率不高；二是产量低，成本高。好的产品如环氧大豆油类，由于工艺不成熟、原料价格高，因而使产品的成本相当高【3

4、】。①模量：与材料弹性有关的一个常数。口PVC：聚氯乙烯oDINP：邻苯二甲酸二异壬酯印DOP．邻苯二甲酸二辛酯@DBP：邻苯二甲酸二丁酯@DIDP：邻苯二甲酸二异桂癸酯oDNOP：邻苯二甲酸二正辛酯oBBP：邻苯二甲酸苄酯柠檬酸酯类产品作为一种新型“绿色”环保塑料增塑剂，其代表有柠檬三正丁酯及乙酰化产物，广泛用于食品及医药制品包装、化妆品、日用品、玩具、军用品等领域，同时也是重要的化工中间体。其中乙酰柠檬酸酯类性能更优良，用途更广。不仅是无毒无味的“绿色”塑料增塑剂，还可作为聚偏氯乙烯稳定剂、薄膜

5、与金属粘合的改良剂。而我国柠檬酸产量较大，供大于求¨l，但传统合成TBC方法采用的催化剂多为浓硫酸，该方法虽产率高，但存在副反应多，产品颜色深、质量低，废酸污染环境，严重腐蚀设备，成本高等缺点¨1。近年·作者简介：刘颖(1982一)，女，天津师范大学初等教育学院自然科学系2007届毕业生，师从李铮副教授，主要从事聚合物助剂的合成与应用研究。·57·发酵有机酸科技交流柠檬酸三正丁酯及其乙酰化产物的合成与应用来有不少文献报道TBC的合成研究，主要在传统工艺的基础上寻找催化剂浓硫酸的替代品，例如有复配的酸

6、催化荆M1、固体酸SO：一／Zr．ti02、无水三氯化铁、硫酸钛、对甲苯磺酸等n’1¨。本研究最大的特点在于使用我院研制的有机复合超强酸作为催化剂，它除了具有比无机强酸更强的酸性外，还具有能够与液体有机原料进行均相反应的能力。采用此种催化剂可使其用量降至原料用量的万分之一至万分之九，而催化效果相当于加人原料用量百分之二十的浓硫酸，只需微量催化荆并在前后两步反应中使用同种催化剂，省略了传统工艺上的脱酸、水洗、脱色等中间环节，减少了复杂的后处理工序和三废排放数量。1柠檬酸三正丁酯(TBC)1．1化学名称

7、；柠檬酸三正丁酯1．2分子式。C。lH32071．3分子量：3609／mol1．4结构式：CH2一COOC．H9iHO--c-一COOC。I-19CH2一COOC4H91．5性质：产品外观为无色或淡黄色透明油状液体，沸点为233。C(2．266kPa)，熔点为一206C，闪点(开杯)为185℃，不溶于水，溶于甲醇、丙酮、蓖麻油、矿物油等有机溶剂。1．6特点它具有相容性好、增塑效率高、无毒、挥发性小等优点。且耐寒性、耐光性、耐水性优良n引。1．7用途可用于食品，医疗及仪器包装、饮食卫生品及玩具、入造皮

8、革的衣服、鞋子、沙发、地板、墙壁纸、管材、交通运输工具及军用船舰潜艇、飞机飞船内塑料制品的“绿色”增塑、农用膜板、家用电器塑料件增塑‘”】。1．8TBC红外光谱图1TBC红外光谱2乙酰柠檬酸三正丁酯(AIBC)2．1化学名称：乙酰柠檬酸三正丁酯2．2分子式：C20H340。2．3分子量：402，g／mol2．4结构式：CH2COOC4H9CH，Co—c-一COOC。H9。CH2COOC．H92．5性质：产品外观为无色或微黄色透明油状液体，沸·58·点为343。C(2．