簡介

馬來酸二異辛酯是制備琥珀酸二辛酯磺酸鈉的核心中間體，后者因極低的表面張力、優(yōu)異的滲透、乳化與分散能力，被廣泛用于紡織印染助劑、皮革加脂、水性涂料、石油三次采油等領(lǐng)域；馬來酸二異辛酯自身為無色低毒油狀液體，分子中含一個(gè)可聚合C=C雙鍵，既可與苯乙烯、丙烯酸酯等共聚，賦予樹脂永久內(nèi)增塑效果，避免傳統(tǒng)外增塑劑遷移、揮發(fā)造成的脆化、發(fā)粘和毒性問題，也可經(jīng)磺化、硫酸化等衍生化路線制備系列陰-非離子表面活性劑，市場容量與附加值均較高[1]。

馬來酸二異辛酯的性狀

合成路線

采用順丁烯二酸酐與正辛醇的液相兩步酯化合成馬來酸二異辛酯：首先在室溫下酸酐開環(huán)迅速生成馬來酸單辛酯，釋放的第一摩爾酸酐熱為反應(yīng)提供自驅(qū)動力；第二步單酯的羧基在酸催化下與第二分子醇可逆生成雙酯，該步為整個(gè)反應(yīng)的速率與平衡控制步驟。作者通過醇酐摩爾比3:1的高濃度底物配比，并引入甲苯-水共沸（沸點(diǎn)84℃）在回流狀態(tài)下連續(xù)移水，使反應(yīng)平衡常數(shù)由3.8提升至19.4，理論上雙酯轉(zhuǎn)化率>99%；與傳統(tǒng)硫酸法相比，該路線反應(yīng)溫度低（110–118℃）、副反應(yīng)少，避免了烯鍵水合、醇脫水醚化及色度加深等問題，可獲得酸值<0.2 mg KOH/g、色度（Pt-Co）<20的馬來酸二異辛酯優(yōu)等品[2]。

工藝參數(shù)

在100 mL三口燒瓶、機(jī)械攪拌、油水分離器裝置中，作者系統(tǒng)優(yōu)化了合成馬來酸二異辛酯的各參數(shù)：醇酐摩爾比由2.5提升至3，酯化率自91.5%升至98.2%，再增至3.5時(shí)提升幅度僅0.3%，故選3；反應(yīng)時(shí)間3→4 h，轉(zhuǎn)化率自88.9%躍至96.3%，延長至5 h僅增至97.9%，能耗與色度反而增加，故選4 h；甲苯帶水劑用量5→10 mL，轉(zhuǎn)化率自97.0%升至99.7%，再增至20 mL因稀釋效應(yīng)回落至93.8%，故選10 mL。最佳條件組合為酐5.0 g、醇酐比3、甲苯10 mL、催化劑0.1 g、回流4 h，酯化率99.7%，產(chǎn)物經(jīng)減壓蒸餾（180–185℃/2 kPa）即得無色透明DOM，單程收率98.2%，總質(zhì)量收率≥97%。反應(yīng)結(jié)束后催化劑因密度差沉于釜底，傾析即可分離，無需過濾、中和、水洗；連續(xù)五次回用，活性保持在99%以上，XRD、FTIR表征結(jié)構(gòu)未塌陷，W、Ti溶出量均<0.3 ppm，顯示優(yōu)異的水熱穩(wěn)定性與抗流失性能。整個(gè)過程無含酸廢水、無腐蝕、無腐蝕性尾氣、無固體廢渣，E-factor僅0.08，約為硫酸法的1/25，該合成馬來酸二異辛酯的方法涉及到的工藝具備顯著的綠色化學(xué)與工業(yè)放大優(yōu)勢[1-2]。

參考文獻(xiàn)

[1]宋趁紅,王強(qiáng),趙靜淳,等. 新型多金屬氧酸鹽催化合成馬來酸二異辛酯 [J]. 遼寧化工, 2020, 49 (03): 224-226. DOI:10.14029/j.cnki.issn1004-0935.2020.03.002.

[2]宋趁紅,王強(qiáng),鄂永勝,等. 含鈦多元雜多酸催化合成馬來酸二辛酯 [J]. 遼寧科技學(xué)院學(xué)報(bào), 2019, 21 (02): 11-12+27. DOI:CNKI:SUN:BXGZ.0.2019-02-006.