CN106146311A - 一种1,2-环己基二甲酸酯增塑剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种1,2-环己基二甲酸酯增塑剂的制备方法,该方法以1,2-环己基二甲酸和一元醇为原料,在催化作用下,80-250℃,进行酯化反应,反应0.5-48h。经减压蒸馏,得到1,2-环己基二甲酸酯产品。1,2-环己基二甲酸酯是一种无毒增塑剂,可替代邻苯二甲酸酯用于塑料、橡胶等行业领域。该方法制备的产物收率高,产物易于分离,环境友好,具有很好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料和化学化工领域,具体地,涉及1,2-环己基二甲酸和一元醇在催化作用下进行酯化反应,制备1,2-环己基二甲酸酯的方法。
背景技术
增塑剂广泛应用于塑料如聚氯乙烯等的增塑,从而提高塑料的加工性能。邻苯二甲酸酯类增塑剂,邻苯二甲酸二辛酯(DOP)应用最为广泛。近些年来,因邻苯二甲酸酯类增塑剂潜在的致癌性,欧美、日本等发达国家已限制使用邻苯二甲酸酯类增塑剂,尤其是作为主增塑剂而广泛使用的DOP。我国也规定,禁止邻苯二甲酸酯类增塑剂在食品、药品、儿童玩具等领域使用。因此,开发低毒、无毒塑化剂具有重要的科学意义和应用前景。
1,2-环己基二甲酸酯是邻苯二甲酸酯的选择加氢产物,与大多数聚合物有良好的相容性,有望成为一类新的无毒增塑剂。
本发明的研究思路是,将1,2-环己基二甲酸作为二元酸,与一元醇进行酯化反应,得到1,2-环己基二甲酸酯,进一步研究这些酯的物理化学性质,开发一类无毒增塑剂,替代有致癌作用的邻苯二甲酸酯类增塑剂,具有重要的科学意义和应用价值。
发明内容
本发明的目的是,开发一类无毒增塑剂,替代有致癌作用的邻苯二甲酸酯类增塑剂,为特殊用途的高分子材料合成,提供可持续发展的、环境友好的新技术和新方法。
具体地说,就是1,2-环己基二甲酸和一元醇在催化作用下进行酯化反应,并通过减压蒸馏技术分离提纯1,2-环己基二甲酸酯,并对其纯度测试,为应用提供参考和依据。
按照本发明提供的方法,本发明采用的催化剂为Zn(OAc)2、Mn(OAc)2、Co(OAc)2、Mg(OAc)2、Ca(OAc)2、Sb(OAc)2中的一种或多种复合组分。
按照本发明提供的方法,所述1,2-环己基二甲酸与一元醇的酯化反应温度为90-260℃,反应时间为0.1-24h。
一元醇包括:丁醇、戊醇、己醇、环己醇、庚醇、辛醇、2-乙基己醇、壬醇、癸醇、2-丙基庚醇中的一种或二种以上。
催化剂用量为二元醇的0.01-5.0mol%;反应原料中的环己基甲酸和二元醇用量的摩尔比2.1-4.0:1。
所述的酯化反应在氮气保护下进行。
1,2-环己基二甲酸酯的纯化分离方法是减压蒸馏。
1,2-环己基二甲酸酯是一种无毒增塑剂,可替代邻苯二甲酸酯用于塑料、橡胶等行业领域。该方法制备的产物收率高,产物易于分离,环境友好,具有很好的应用前景。
按照本发明提供的方法,为了检验酯化反应的效果,本发明对最终酯的定性、纯度采用气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)分析,收率采用气相色谱仪(GC)内标法定量。
下面用具体实施方案详述本发明,但本发明实施不局限于这些实施例:
具体实施方式
实施例1:将10mmol 1,2-环己基二甲酸,21mmol丁醇,0.01mmol Zn(OAc)2加入到50mL圆底烧瓶中。加热至200℃;在该温度下反应4h。然后进行减压蒸馏得到1,2-环己基二甲酸二丁酯。按照1,2-环己基二甲酸的投料量计算,该酯的分离摩尔收率为98%,纯度为99.4%。
实施例2:将10mmol 1,2-环己基二甲酸,25mmol戊醇,0.1mmol Zn(OAc)2加入到50mL圆底烧瓶中。加热至180℃;在该温度下反应6h。然后进行减压蒸馏得到1,2-环己基二甲酸二戊酯。按照1,2-环己基二甲酸的投料量计算,该酯的分离摩尔收率为96%,纯度为99.9%。
实施例3:将10mmol 1,2-环己基二甲酸,22mmol己醇,0.05mmol Mn(OAc)2加入到50mL圆底烧瓶中。加热至255℃;在该温度下反应0.1h。然后进行减压蒸馏得到1,2-环己基二甲酸二己酯。按照1,2-环己基二甲酸的投料量计算,该酯的分离摩尔收率为95%,纯度为99.6%。
实施例4:将10mmol 1,2-环己基二甲酸,30mmol庚醇,0.5mmol Co(OAc)2加入到50mL圆底烧瓶中。加热至155℃;在该温度下反应10h。然后进行减压蒸馏得到1,2-环己基二甲酸二庚酯。按照1,2-环己基二甲酸的投料量计算,该酯的分离摩尔收率为99%,纯度为99.9%。
实施例5:将10mmol 1,2-环己基二甲酸,35mmol辛醇,0.4mmol Mg(OAc)2加入到50mL圆底烧瓶中。加热至95℃;在该温度下反应24h。然后进行减压蒸馏得到1,2-环己基二甲酸二辛酯。按照1,2-环己基二甲酸的投料量计算,该酯的分离摩尔收率为97%,纯度为99.8%。
实施例6:将10mmol 1,2-环己基二甲酸,38mmol 2-乙基己醇,0.15mmolCa(OAc)2加入到50mL圆底烧瓶中。加热至195℃;在该温度下反应8h。然后进行减压蒸馏得到1,2-环己基二甲酸二(2-乙基)己酯。按照1,2-环己基二甲酸的投料量计算,该酯的分离摩尔收率为94%,纯度为99.1%。
实施例7:将10mmol 1,2-环己基二甲酸,21mmol壬醇,0.35mmol Sb(OAc)2加入到50mL圆底烧瓶中。加热至225℃;在该温度下反应5h。然后进行减压蒸馏得到1,2-环己基二甲酸二壬酯。按照1,2-环己基二甲酸的投料量计算,该酯的分离摩尔收率为91%,纯度为98.1%。
实施例8:将10mmol 1,2-环己基二甲酸,22mmol 2-丙基庚醇,0.015mmolSb(OAc)2加入到50mL圆底烧瓶中。加热至228℃;在该温度下反应6h。然后进行减压蒸馏得到1,2-环己基二甲酸二(2-丙基)庚酯。按照1,2-环己基二甲酸的投料量计算,该酯的分离摩尔收率为90%,纯度为99.7%。
实施例9:将10mmol 1,2-环己基二甲酸,21mmol癸醇,0.012mmol Sb(OAc)2和0.012mmol Zn(OAc)2加入到50mL圆底烧瓶中。加热至236℃;在该温度下反应14h。然后进行减压蒸馏得到1,2-环己基二甲酸二癸酯。按照1,2-环己基二甲酸的投料量计算,该酯的分离摩尔收率为98%,纯度为99.9%。
本发明开发了一条1,2-环己基二甲酸酯的制备技术和方法。在催化剂作用下,通过1,2-环己基二甲酸与一元醇的酯化反应,产品的分离提纯过程,高效、高品质制备出1,2-环己基二甲酸酯。对于开发新型无毒增塑剂,提供可持续发展的新技术和创新方法,具有重要的科学意义和应用价值。
Claims (6)
1.一种1,2-环己基二甲酸酯增塑剂的制备方法,其特征在于:以1,2-环己基二甲酸和一元醇为原料,在催化剂作用,1,2-环己基二甲酸和一元醇通过酯化反应,经过纯化分离,得到1,2-环己基二甲酸酯产品;
所述使用的催化剂为:Zn(OAc)2、Mn(OAc)2、Co(OAc)2、Mg(OAc)2、Ca(OAc)2、Sb(OAc)2中的一种或二种以上复合组分。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:
所述1,2-环己基二甲酸与一元醇的酯化反应的反应温度为90-260℃,反应时间为0.1-24h。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:一元醇包括:丁醇、戊醇、己醇、环己醇、庚醇、辛醇、2-乙基己醇、壬醇、癸醇、2-丙基庚醇中的一种或二种以上。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:催化剂用量为1,2-环己基二甲酸的0.01-5.0mol%;反应原料中的1,2-环己基二甲酸和一元醇用量的摩尔比1:2.1-4.0。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述的酯化反应在氮气保护下进行。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:1,2-环己基二甲酸酯的纯化分离方法是减压蒸馏。
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