專利名稱：鄰苯二甲酸二(十六)酯的合成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于屬于增塑劑領(lǐng)域，具體是涉及一種鄰苯二甲酸二(十六)酯的合成方法。
背景技術(shù)：
目前在塑料、橡膠的加工中，增塑劑主要采用鄰苯二甲酸酯類產(chǎn)品如DOP、DEP等，由于其性能優(yōu)良、價(jià)格相對(duì)較低，得到廣泛的應(yīng)用。鄰苯二甲酸酯類產(chǎn)品主要是由苯酐和相應(yīng)的醇發(fā)生酯化反應(yīng)而制備得到，合成中所使用的催化劑分為酸性催化劑和非酸性催化劑兩大類。酸性催化劑主要有濃硫酸、對(duì)甲苯磺酸及其它的固體超強(qiáng)酸等。使用強(qiáng)酸作催化劑，得到的產(chǎn)物的顏色較深，副產(chǎn)物多，轉(zhuǎn)化率較低，產(chǎn)品的質(zhì)量較差，回收的醇的質(zhì)量差，不能多次地套用；非酸性催化劑主要包括鈦酸四丁酯、鋁酸鹽或氧化錫等。使用非酸性催化劑，產(chǎn)物顏色較淺，產(chǎn)品質(zhì)量好，回收醇品質(zhì)好，可多次套用。以上的兩條合成工藝路線中，第一條為傳統(tǒng)路線，為我國(guó)的大多數(shù)廠家所采用。八十年代中期，有些廠家對(duì)第二條路線進(jìn)行了研究并于九十年代初實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、優(yōu)良。
鄰苯二甲酸二(十六)酯是塑料加工中新出現(xiàn)的一種優(yōu)良的內(nèi)潤(rùn)滑劑，價(jià)格昂貴，主要用于高檔塑料制品的加工。該產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)塑料加工生產(chǎn)上應(yīng)用極少，其生產(chǎn)目前在國(guó)內(nèi)是空白。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，提供一種鄰苯二甲酸二(十六)酯的合成方法。本發(fā)明的合成方法以苯酐、十六醇及非酸催化劑為原料，可使苯酐的轉(zhuǎn)化率達(dá)到98％以上，鄰苯二甲酸二(十六)酯的直收率在99％以上；并且具有所得的產(chǎn)物顏色較淺，產(chǎn)品質(zhì)量好，回收醇品質(zhì)好，可多次套用等優(yōu)點(diǎn)。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取了如下技術(shù)方案本發(fā)明的原理為用苯酐和十六醇來(lái)合成鄰苯二甲酸二(十六)酯的反應(yīng)分為兩步進(jìn)行；第一步，鄰苯二甲酸酐與十六醇發(fā)生反應(yīng)生成鄰苯二甲酸單十六酯；第二步，生成的單酯化的產(chǎn)物與十六醇發(fā)生反應(yīng)，生成鄰苯二甲酸二(十六)酯和水。第一步反應(yīng)是完全反應(yīng)，當(dāng)苯酐和十六醇完全溶解，即可發(fā)生，反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率為100％；第二步反應(yīng)是一個(gè)可逆反應(yīng)，需要選擇合適的催化劑，生成的水的迅速分離有利于反應(yīng)向生成物的方向移動(dòng)。反應(yīng)的原理為 具體的技術(shù)方案如下鄰苯二甲酸二(十六)酯的合成方法，包括如下步驟(1)在裝有攪拌器、分水器、溫度計(jì)的三口燒瓶?jī)?nèi)，投入苯酐及十六醇，攪拌，攪拌速度為300～700轉(zhuǎn)/分；升溫，當(dāng)溫度達(dá)到170～180℃時(shí)開(kāi)始計(jì)算反應(yīng)時(shí)間，8～10min后加入催化劑；其中，鄰苯二甲酸酐與十六醇的摩爾比為1∶2.0～3.8，優(yōu)選的用量摩爾比為1∶3.0～3.2；所述的催化劑為鈦酸丁酯、氧化錫或鋁酸鹽，優(yōu)選的催化劑為氧化錫；催化劑的重量用量為全部反應(yīng)物總重量的0.05～0.8％，優(yōu)選用量是0.1～0.2％；(2)繼續(xù)升溫到200～230℃，優(yōu)選的溫度是210～230℃，保溫反應(yīng)4～10h；反應(yīng)結(jié)束后在溫度為200～270℃，壓力為-0.099～-0.06Mpa的條件下減壓蒸餾出過(guò)量的醇，即得產(chǎn)物。
與已有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果本發(fā)明的合成方法以苯酐、十六醇及非酸催化劑為原料，可使苯酐的轉(zhuǎn)化率達(dá)到98％以上，鄰苯二甲酸二(十六)酯的直收率在99％以上；并且具有所得的產(chǎn)物顏色較淺，產(chǎn)品質(zhì)量好，回收醇品質(zhì)好，可多次套用等優(yōu)點(diǎn)。


圖1為實(shí)施例2合成的鄰苯二甲酸二(十六)酯的紅外光譜圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合具體實(shí)施例來(lái)對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍并不局限于實(shí)施例所描述的范圍。
實(shí)施例1鄰苯二甲酸二(十六)酯的合成方法，包括如下步驟(1)在裝有攪拌器、分水器、溫度計(jì)的三口燒瓶?jī)?nèi)，投入苯酐及十六醇，攪拌，攪拌速度為300轉(zhuǎn)/分；升溫，當(dāng)溫度達(dá)到170℃時(shí)開(kāi)始計(jì)算反應(yīng)時(shí)間，10min后加入催化劑；其中，鄰苯二甲酸酐與十六醇的摩爾比為1∶2.6，所述的催化劑為氧化錫，催化劑的重量用量為全部反應(yīng)物總重量的0.1％；(2)繼續(xù)升溫到200℃，保溫反應(yīng)10h；反應(yīng)結(jié)束后在溫度為200℃，壓力為-0.099Mpa的條件下減壓蒸餾出過(guò)量的醇，即得產(chǎn)物。
實(shí)施例2
鄰苯二甲酸二(十六)酯的合成方法，包括如下步驟(1)在裝有攪拌器、分水器、溫度計(jì)的三口燒瓶?jī)?nèi)，投入苯酐及十六醇，攪拌，攪拌速度為500轉(zhuǎn)份；升溫，當(dāng)溫度達(dá)到175℃時(shí)開(kāi)始計(jì)算反應(yīng)時(shí)間，10min后加入催化劑；其中，鄰苯二甲酸酐與十六醇的摩爾比為1∶3.0；所述的催化劑為氧化錫，催化劑的重量用量為全部反應(yīng)物總重量的0.2％；(2)繼續(xù)升溫到220℃，保溫反應(yīng)7h；反應(yīng)結(jié)束后在溫度為270℃，壓力為-0.06Mpa的條件下減壓蒸餾出過(guò)量的醇，即得產(chǎn)物。
實(shí)施例3鄰苯二甲酸二(十六)酯的合成方法，包括如下步驟(1)在裝有攪拌器、分水器、溫度計(jì)的三口燒瓶?jī)?nèi)，投入苯酐及十六醇，攪拌，攪拌速度為700轉(zhuǎn)份；升溫，當(dāng)溫度達(dá)到180℃時(shí)開(kāi)始計(jì)算反應(yīng)時(shí)間，8min后加入催化劑；其中，鄰苯二甲酸酐與十六醇的摩爾比為1∶3.2；所述的催化劑為氧化錫，催化劑的重量用量為全部反應(yīng)物總重量的0.4％；(2)繼續(xù)升溫到230℃，保溫反應(yīng)7h；反應(yīng)結(jié)束后在溫度為220℃，壓力為-0.095Mpa的條件下減壓蒸餾出過(guò)量的醇，即得產(chǎn)物。
實(shí)施例4鄰苯二甲酸二(十六)酯的合成方法，包括如下步驟(1)在裝有攪拌器、分水器、溫度計(jì)的三口燒瓶?jī)?nèi)，投入苯酐及十六醇，攪拌，攪拌速度為450轉(zhuǎn)份；升溫，當(dāng)溫度達(dá)到178℃時(shí)開(kāi)始計(jì)算反應(yīng)時(shí)間，8.5min后加入催化劑；
其中，鄰苯二甲酸酐與十六醇的摩爾比為1∶3.6；所述的催化劑為鈦酸丁酯，催化劑的重量用量為全部反應(yīng)物總重量的0.6％；(2)繼續(xù)升溫到225℃，保溫反應(yīng)4.5h；反應(yīng)結(jié)束后在溫度為220℃，壓力為-0.085Mpa的條件下減壓蒸餾出過(guò)量的醇，即得產(chǎn)物。
實(shí)施例5鄰苯二甲酸二(十六)酯的合成方法，包括如下步驟(1)在裝有攪拌器、分水器、溫度計(jì)的三口燒瓶?jī)?nèi)，投入苯酐及十六醇，攪拌，攪拌速度為600轉(zhuǎn)/分；升溫，當(dāng)溫度達(dá)到172℃時(shí)開(kāi)始計(jì)算反應(yīng)時(shí)間，9.5min后加入催化劑；其中，鄰苯二甲酸酐與十六醇的摩爾比為1∶2.0；所述的催化劑為鋁酸鎂，催化劑的重量用量為全部反應(yīng)物總重量的0.05％；(2)繼續(xù)升溫到230℃，保溫反應(yīng)8h；反應(yīng)結(jié)束后在溫度為260℃，壓力為-0.07Mpa的條件下減壓蒸餾出過(guò)量的醇，即得產(chǎn)物。
實(shí)施例6鄰苯二甲酸二(十六)酯的合成方法，包括如下步驟(1)在裝有攪拌器、分水器、溫度計(jì)的三口燒瓶?jī)?nèi)，投入苯酐及十六醇，攪拌，攪拌速度為350轉(zhuǎn)份；升溫，當(dāng)溫度達(dá)到174℃時(shí)開(kāi)始計(jì)算反應(yīng)時(shí)間，9min后加入催化劑；其中，鄰苯二甲酸酐與十六醇的摩爾比為1∶3.8；所述的催化劑為鋁酸鈉，催化劑的重量用量為全部反應(yīng)物總重量的0.8％；(2)繼續(xù)升溫到210℃，保溫反應(yīng)7h；反應(yīng)結(jié)束后在溫度為250℃，壓力為-0.09Mpa的條件下減壓蒸餾出過(guò)量的醇，即得產(chǎn)物。
產(chǎn)品的檢測(cè)和分析以實(shí)施例2所制得的產(chǎn)品進(jìn)行分析。
反應(yīng)后的產(chǎn)物主要是鄰苯二甲酸二(十八)酯和十八醇的混合物，可采用真空蒸餾的方法，得到高純度的鄰苯二甲酸二(十八)酯。制備的產(chǎn)物，用紅外光譜儀進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果見(jiàn)圖1。
從譜圖上分析2918、2850、722cm-1處出現(xiàn)吸收峰，說(shuō)明有長(zhǎng)鏈的-CH2-基團(tuán)存在；1389、2957cm-1處存在吸收峰，說(shuō)明有-CH3存在；1297、1225cm-1有較強(qiáng)峰，1125、1073、1040cm-1有較弱峰，說(shuō)明有 基團(tuán)存在；1598、1580、1468cm-1為苯環(huán)骨架震動(dòng)峰，748cm-1吸收峰為芳環(huán)的鄰位二取代的面外彎曲振動(dòng)rC-H，說(shuō)明該化合物為苯環(huán)的鄰位取代物。因此，從該譜圖分析，可確定合成的產(chǎn)物為鄰苯二甲酸二(十八)酯。
權(quán)利要求
1.鄰苯二甲酸二(十六)酯的合成方法，其特征在于包括如下步驟(1)在裝有攪拌器、分水器、溫度計(jì)的三口燒瓶?jī)?nèi)，投入配方比的苯酐及十六醇，攪拌，攪拌速度為300～700轉(zhuǎn)/分；升溫，當(dāng)溫度達(dá)到170～180℃時(shí)開(kāi)始計(jì)算反應(yīng)時(shí)間，8～10min后加入催化劑；其中，鄰苯二甲酸酐與十六醇的摩爾比為1∶2.0～3.8；所述的催化劑為鈦酸丁酯、氧化錫或鋁酸鹽，催化劑的重量用量為全部反應(yīng)物總重量的0.05～0.8％；(2)繼續(xù)升溫到200～230℃，保溫反應(yīng)4～10h；反應(yīng)結(jié)束后在溫度為200～270℃，壓力為-0.099～-0.06Mpa的條件下減壓蒸餾出過(guò)量的醇，即得產(chǎn)物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鄰苯二甲酸二(十六)酯的合成方法，其特征在于(1)步驟中的鄰苯二甲酸酐與十六醇的摩爾比為1∶3.0～3.2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鄰苯二甲酸二(十六)酯的合成方法，其特征在于步驟(1)中的催化劑為氧化錫。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鄰苯二甲酸二(十六)酯的合成方法，其特征在于步驟(1)中的催化劑的重量用量為全部反應(yīng)物總重量的0.1～0.2％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鄰苯二甲酸二(十六)酯的合成方法，其特征在于步驟(2)中的反應(yīng)溫度為210～230℃。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種鄰苯二甲酸二(十六)酯的合成方法。本發(fā)明的方法包括如下步驟1.在裝有攪拌器、分水器、溫度計(jì)的三口燒瓶?jī)?nèi)，投入苯酐及十六醇，攪拌，升溫，加入催化劑；2.繼續(xù)升溫到200～230℃，保溫反應(yīng)4～10h；反應(yīng)結(jié)束后在溫度為200～270℃，壓力為－0.099～－0.06Mpa的條件下減壓蒸餾出過(guò)量的醇，即得產(chǎn)物。本發(fā)明的合成方法以苯酐、十六醇及非酸催化劑為原料，可使苯酐的轉(zhuǎn)化率達(dá)到98％以上，鄰苯二甲酸二(十六)酯的直收率在99％以上；并且具有所得的產(chǎn)物顏色較淺，產(chǎn)品質(zhì)量好，回收醇品質(zhì)好，可多次套用等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C07C67/00GK1785956SQ20051010026
公開(kāi)日2006年6月14日 申請(qǐng)日期2005年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月13日
發(fā)明者潘朝群 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)