[发明专利]一种制备2,2,4-三甲基- 1,3-戊二醇双异丁酸酯的方法

说明书

技术领域

本发明属于精细化工领域，涉及一种脂肪族二元酸酯绿色增塑剂的制备方法，特别是涉及一种制备2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇双异丁酸酯的合成方法。 

背景技术

2,2,4一三甲基-1,3-戊二醇二异丁酸酯（TXIB）是一种重要的绿色无毒环保型增塑剂，具有低粘度、低密度、低凝固点、抗水解、无色透明、高稳定性、安全无毒等特点，这种增塑剂符合法规要求的最高标准，其无毒特性让众多玩具制造商和消费者感到放心。该增塑剂不需要再次配置，降低了因二次配置的错误导致昂贵的产品召回和顾客投诉产生的风险。由于具有较低的初粘性和卓越的粘度稳定性与可加工性，该增塑剂可以满足高速的制模生产效率和循环周期要求，并且能保证厚度一致。因此广泛应用于各种PVC树脂制品，油墨、颜料和EVA乳液中。是现有致癌性增塑剂邻苯二甲酸双酯（DEHP）的理想替代品。 

但有关TXIB制备方法的公开报导较少。美国专利US4110539A披露了一种TXIB的合成方法，是由2,4-二异丙基-5,5-二甲基-1,3-二恶烷经酸催化裂解和酯化而制得。但由于国际技术封锁，难以满足我国对TXIB的需求。中国专利CN102267896A发明了一种2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯和异丁酸经酯化反应制备2,2,4-三甲基-1,3一戊二醇二异丁酸酯TXIB的方法。但该方法所用原料2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯较昂贵，制作成本高。 

发明内容

为了打破技术垄断，以适应我国对绿色增塑剂的日益增长的需求。本发明的目的是针对现有技术的不足而提供的一种制备2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇双异丁酸酯的方法。 

本发明的目的实现过程为 

一种制备2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇双异丁酸酯的方法，其特征在于：将青叶噁烷（2,4-二异丙基-5,5-二甲基-1,3-二恶烷）和异丁酸在催化剂作用下，经催化裂化和酯化反应，合成2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇双异丁酸酯；具体步骤如下： 

a、在带有搅拌、回流冷凝管、分水器、筛板鼓泡气体吹扫装置(所述气体吹 扫装置结构为带有调气阀的两通：一端带有砂芯筛板，伸入液面下可均匀鼓出气体；另一端经气体流量计连接气源)的反应器中，加入适量的青叶噁烷（2,4-二异丙基-5,5-二甲基-1,3-二恶烷），加入酯化催化剂，搅拌下，按摩尔比n（2,4-二异丙基-5,5-二甲基-1,3-二恶烷）:n（异丁酸）=1:2～1:5慢慢滴加异丁酸，在120～180℃下进行裂化、酯化反应；反应时间4～12h； 

b、以上所述a步骤，间隔时间1min～4h，待分水器表面出现小水珠时，调节气体吹扫装置的气体流量计流量为12L/h～1Nm³/h，控制气流速度分出反应中生成的异丁醛和水； 

c、以上所述a步骤，反应结束后，调节气体吹扫装置的气体流量计流量为12L/h～1Nm³/h，控制气流速度分出未反应的异丁酸，反应混合物实现初步分离； 

d、将c步骤中所得反应混合物用3%～16%质量浓度的Na₂CO₃水溶液中和，分离干燥，减压蒸馏，得到产物2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇双异丁酸酯。 

其中： 

所述酯化催化剂为：硫酸、对甲苯磺酸、对甲苯磺酸铜、或PW₁₂（12-磷钨酸）/SiO₂等固载杂多酸； 

所述酯化催化剂的用量为：青叶噁烷和异丁酸总质量的0.1%～2%； 

所述PW₁₂（12-磷钨酸）/SiO₂等固载杂多酸的质量担载量具体为：10%～60%； 

所述吹扫气体为：空气、氮气（N₂）、氧气（O₂）、二氧化碳（CO₂）、氩气（Ar）等其中的一种或多种。 

与背景技术相比，本发明的特点：异丁酸首次采用滴加的方式进料，在反应中使用气体吹扫装置分离水和异丁醛，分离未反应的异丁酸，操作简单，避免了后处理中大量碱液中和产物的需要。 

附图说明：

图1为2,2,4一三甲基-1,3-戊二醇二异丁酸酯（TXIB）的红外光谱； 

图2为2,2,4一三甲基-1,3-戊二醇二异丁酸酯（TXIB）的核磁谱图¹H NMR；