專利名稱：鄰苯二甲酸二(十六)酯的合成方法
技術領域：
本發明屬于屬于增塑劑領域，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：
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品如DOP、DEP等，由于其性能優良、價格相對較低，得到廣泛的應用。鄰苯二甲酸酯類產品主要是由苯酐和相應的醇發生酯化反應而制備得到，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、對甲苯磺酸及其它的固體超強酸等。使用強酸作催化劑，得到的產物的顏色較深，副產物多，轉化率較低，產品的質量較差，回收的醇的質量差，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，產物顏色較淺，產品質量好，回收醇品質好，可多次套用。以上的兩條合成工藝路線中，第一條為傳統路線，為我國的大多數廠家所采用。八十年代中期，有些廠家對第二條路線進行了研究并于九十年代初實現了工業化，產品質量穩定、優良。
鄰苯二甲酸二(十六)酯是塑料加工中新出現的一種優良的內潤滑劑，價格昂貴，主要用于高檔塑料制品的加工。該產品在國內塑料加工生產上應用極少，其生產目前在國內是空白。
發明內容
本發明的目的在于克服現有技術存在的缺點，提供一種鄰苯二甲酸二(十六)酯的合成方法。本發明的合成方法以苯酐、十六醇及非酸催化劑為原料，可使苯酐的轉化率達到98％以上，鄰苯二甲酸二(十六)酯的直收率在99％以上；并且具有所得的產物顏色較淺，產品質量好，回收醇品質好，可多次套用等優點。
為達到上述目的，本發明采取了如下技術方案本發明的原理為用苯酐和十六醇來合成鄰苯二甲酸二(十六)酯的反應分為兩步進行；第一步，鄰苯二甲酸酐與十六醇發生反應生成鄰苯二甲酸單十六酯；第二步，生成的單酯化的產物與十六醇發生反應，生成鄰苯二甲酸二(十六)酯和水。第一步反應是完全反應，當苯酐和十六醇完全溶解，即可發生，反應的轉化率為100％；第二步反應是一個可逆反應，需要選擇合適的催化劑，生成的水的迅速分離有利于反應向生成物的方向移動。反應的原理為 具體的技術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、溫度計的三口燒瓶內，投入苯酐及十六醇，攪拌，攪拌速度為300～700轉/分；升溫，當溫度達到170～180℃時開始計算反應時間，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，優選的催化劑為氧化錫；催化劑的重量用量為全部反應物總重量的0.05～0.8％，優選用量是0.1～0.2％；(2)繼續升溫到200～230℃，優選的溫度是210～230℃，保溫反應4～10h；反應結束后在溫度為200～270℃，壓力為-0.099～-0.06Mpa的條件下減壓蒸餾出過量的醇，即得產物。
與已有技術相比，本發明具有如下有益效果本發明的合成方法以苯酐、十六醇及非酸催化劑為原料，可使苯酐的轉化率達到98％以上，鄰苯二甲酸二(十六)酯的直收率在99％以上；并且具有所得的產物顏色較淺，產品質量好，回收醇品質好，可多次套用等優點。
圖1為實施例2合成的鄰苯二甲酸二(十六)酯的紅外光譜圖。
具體實施例方式
以下結合具體實施例來對本發明做進一步說明，但本發明所要求保護的范圍并不局限于實施例所描述的范圍。
實施例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、溫度計的三口燒瓶內，投入苯酐及十六醇，攪拌，攪拌速度為300轉/分；升溫，當溫度達到170℃時開始計算反應時間，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物總重量的0.1％；(2)繼續升溫到200℃，保溫反應10h；反應結束后在溫度為200℃，壓力為-0.099Mpa的條件下減壓蒸餾出過量的醇，即得產物。
實施例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、溫度計的三口燒瓶內，投入苯酐及十六醇，攪拌，攪拌速度為500轉份；升溫，當溫度達到175℃時開始計算反應時間，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物總重量的0.2％；(2)繼續升溫到220℃，保溫反應7h；反應結束后在溫度為270℃，壓力為-0.06Mpa的條件下減壓蒸餾出過量的醇，即得產物。
實施例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、溫度計的三口燒瓶內，投入苯酐及十六醇，攪拌，攪拌速度為700轉份；升溫，當溫度達到180℃時開始計算反應時間，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物總重量的0.4％；(2)繼續升溫到230℃，保溫反應7h；反應結束后在溫度為220℃，壓力為-0.095Mpa的條件下減壓蒸餾出過量的醇，即得產物。
實施例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、溫度計的三口燒瓶內，投入苯酐及十六醇，攪拌，攪拌速度為450轉份；升溫，當溫度達到178℃時開始計算反應時間，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物總重量的0.6％；(2)繼續升溫到225℃，保溫反應4.5h；反應結束后在溫度為220℃，壓力為-0.085Mpa的條件下減壓蒸餾出過量的醇，即得產物。
實施例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、溫度計的三口燒瓶內，投入苯酐及十六醇，攪拌，攪拌速度為600轉/分；升溫，當溫度達到172℃時開始計算反應時間，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物總重量的0.05％；(2)繼續升溫到230℃，保溫反應8h；反應結束后在溫度為260℃，壓力為-0.07Mpa的條件下減壓蒸餾出過量的醇，即得產物。
實施例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、溫度計的三口燒瓶內，投入苯酐及十六醇，攪拌，攪拌速度為350轉份；升溫，當溫度達到174℃時開始計算反應時間，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物總重量的0.8％；(2)繼續升溫到210℃，保溫反應7h；反應結束后在溫度為250℃，壓力為-0.09Mpa的條件下減壓蒸餾出過量的醇，即得產物。
產品的檢測和分析以實施例2所制得的產品進行分析。
反應后的產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。制備的產物，用紅外光譜儀進行檢測，結果見圖1。
從譜圖上分析2918、2850、722cm-1處出現吸收峰，說明有長鏈的-CH2-基團存在；1389、2957cm-1處存在吸收峰，說明有-CH3存在；1297、1225cm-1有較強峰，1125、1073、1040cm-1有較弱峰，說明有 基團存在；1598、1580、1468cm-1為苯環骨架震動峰，748cm-1吸收峰為芳環的鄰位二取代的面外彎曲振動rC-H，說明該化合物為苯環的鄰位取代物。因此，從該譜圖分析，可確定合成的產物為鄰苯二甲酸二(十八)酯。
權利要求
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、溫度計的三口燒瓶內，投入配方比的苯酐及十六醇，攪拌，攪拌速度為300～700轉/分；升溫，當溫度達到170～180℃時開始計算反應時間，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物總重量的0.05～0.8％；(2)繼續升溫到200～230℃，保溫反應4～10h；反應結束后在溫度為200～270℃，壓力為-0.099～-0.06Mpa的條件下減壓蒸餾出過量的醇，即得產物。
2.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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物總重量的0.1～0.2％。
5.根據權利要求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)中的反應溫度為210～230℃。
全文摘要
本發明公開了一種鄰苯二甲酸二(十六)酯的合成方法。本發明的方法包括如下步驟1.在裝有攪拌器、分水器、溫度計的三口燒瓶內，投入苯酐及十六醇，攪拌，升溫，加入催化劑；2.繼續升溫到200～230℃，保溫反應4～10h；反應結束后在溫度為200～270℃，壓力為－0.099～－0.06Mpa的條件下減壓蒸餾出過量的醇，即得產物。本發明的合成方法以苯酐、十六醇及非酸催化劑為原料，可使苯酐的轉化率達到98％以上，鄰苯二甲酸二(十六)酯的直收率在99％以上；并且具有所得的產物顏色較淺，產品質量好，回收醇品質好，可多次套用等優點。
文檔編號C07C67/00GK1785956SQ20051010026
公開日2006年6月14日 申請日期2005年10月13日 優先權日2005年10月13日
發明者潘朝群 申請人:華南理工大學