3，5—二叔丁基—4—羥基苯基丙酸十八碳醇酯的合成

許愛華 馬興珍

摘 要：以十八醇，3，5-二叔丁基-4-羥基苯基丙酸甲酯為原料，采用一步合成法合成3，5-二叔丁基-4-羥基苯基丙酸十八碳醇酯，通過正交實(shí)驗(yàn)的方法探討了合成產(chǎn)物的最佳反應(yīng)條件。最佳反應(yīng)條件為：原料比n（3，5-二叔丁基-4-羥基苯基丙酸甲酯）：n（十八醇）=1.12：1，催化劑乙酸鋅的質(zhì)量為0.95%（十八醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)），在180oC左右下反應(yīng)5.5h，絕對壓力22.0kPa。在此條件下，產(chǎn)品收率高達(dá)98.5%。產(chǎn)品總收率（以2，6-二叔丁基苯酚算）高達(dá)89%，熔點(diǎn)范圍50℃～55oC，質(zhì)量達(dá)標(biāo)。

關(guān)鍵詞：3，5-二叔丁基-4-羥基苯基丙酸十八碳醇酯；抗氧化劑1076；十八碳醇

3，5-二叔丁基-4-羥基苯基丙酸十八碳醇酯是一種單酚類抗氧劑，即抗氧化劑1076，因其性能優(yōu)良，相容性較好，熔點(diǎn)較低，抗氧化能力高，揮發(fā)性小，耐洗滌、抽出，不著色，耐熱，不污染，可以抑制很多有機(jī)聚合物及化合物的熱降解和氧化降解，同時(shí)還可與紫外吸收劑協(xié)同使用，廣泛應(yīng)用于高抗沖聚苯乙烯、潤滑油、某些食品包裝材料、涂料、聚酰胺、聚縮醛、ABS等聚合物、油脂和合成橡膠。

抗氧化劑1076雖已有很多生產(chǎn)工藝，但由于其制作工藝復(fù)雜，成本較高，且生產(chǎn)過程中產(chǎn)生很多廢物不利于環(huán)境保護(hù)，所以生產(chǎn)工藝仍需進(jìn)一步改進(jìn)。在抗氧劑1076的生產(chǎn)過程中，影響其反應(yīng)的因素有很多，如原料的配比、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、催化劑的選擇及用量等，其中催化劑的選擇尤為重要。本文在酯交換過程中選擇了乙酸鋅作為催化劑，這種催化劑不僅催化效率較高，改善了工作環(huán)境，降低了對環(huán)境的傷害，且價(jià)格較低。本文通過正交實(shí)驗(yàn)法探討了工藝的最佳反應(yīng)條件，使產(chǎn)品總收率高達(dá)89%。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑與儀器

實(shí)驗(yàn)中的主要試劑及儀器：①3，5-二叔丁基-4-羥基苯基丙酸甲酯，純度：化學(xué)純。廠家：山東濟(jì)南德輝化工。②十八醇，純度：化學(xué)純，廠家：南京豐誠化工。③乙酸鋅，純度： 工業(yè)品，廠家：無錫陽山生化。④集熱式恒溫加熱磁力攪拌器，型號(hào)：DF-101S型，廠家： 上海瑪尼儀器廠。⑤不銹鋼水射流式真空泵，型號(hào)：GW型，廠家：成都綠水科技公司。⑥三口圓底燒瓶，型號(hào)：250ml，廠家：廣州市金愛貿(mào)易有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

準(zhǔn)確稱取適量的3，5-二叔丁基-4-羥基苯基丙酸甲酯和十八醇于250ml三口圓底燒瓶中，加入適量乙酸鋅作催化劑，絕對壓強(qiáng)控制在22.0kPa，均速攪拌下緩緩升至180oC左右，反應(yīng)5.5h，充分反應(yīng)后，緩緩將至100oC，沖入氮?dú)猓诘獨(dú)獗Ｗo(hù)下用適量的乙酸中和。反應(yīng)完成后，用5%的甲醇將產(chǎn)物溶解，重結(jié)晶，抽濾，洗滌2～3次，得到產(chǎn)品3，5-二叔丁基-4-羥基苯基丙酸十八碳醇酯，成白色粉末狀，化學(xué)反應(yīng)式如下：

2 結(jié)果與討論

2.1 催化劑的選擇

該實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)屬于酯交換反應(yīng)，因其容易在酸性條件下發(fā)生水解，因此要選擇堿性催化劑。據(jù)文獻(xiàn)綜述，氫氧化鋰、乙酸鋅、甲醇鈉、二丁基氧化錫的催化效果較好，本文就選取了這四種催化劑作了實(shí)驗(yàn)對比，見表1。

由表1可以看出，氫氧化鉀、乙酸鋅、二丁基氧化錫的催化效果顯著優(yōu)于甲醇鈉。這三種催化劑的催化效果相差不大，但是氫氧化鋰的價(jià)格較高，二丁基氧化錫會(huì)造成環(huán)境污染，綜上所述，乙酸鋅更經(jīng)濟(jì)、更環(huán)保，更適用于工業(yè)生產(chǎn)，本文就選擇乙酸鋅作實(shí)驗(yàn)的催化劑。

表1 催化劑對比

[＼&＼&＼&][催化劑名稱

氫氧化鋰

乙酸鋅

甲醇鈉

二丁基氧化錫][熔程/ oC

52.4～53.8

52.4～53.5

51.3～53.5

53.4～54.4][產(chǎn)品收率

90.8%

92.7%

86.2%

91.3%]

2.2 催化劑用量的選擇

稱取適量的3，5-二叔丁基-4-羥基苯基丙酸甲酯和十八醇于250ml三口圓底燒瓶中，加入適量乙酸鋅作催化劑，乙酸鋅質(zhì)量分別取0.35g、0.45g、0.55g、0.65g，絕對壓強(qiáng)控制在22.0kPa，均速攪拌下緩緩升至180oC左右，反應(yīng)5.5h，充分反應(yīng)后，緩緩將至100oC，沖入氮?dú)猓诘獨(dú)獗Ｗo(hù)下用適量的乙酸中和。反應(yīng)完成后，用5%的甲醇將產(chǎn)物溶解，重結(jié)晶，抽濾，洗滌2～3次，得到產(chǎn)品3，5-二叔丁基-4-羥基苯基丙酸十八碳醇酯，呈白色粉末狀。若乙酸鋅的加入量太少，反應(yīng)時(shí)間較長，并且會(huì)影響產(chǎn)品的品質(zhì)；若乙酸鋅的加入量太多，會(huì)提高生產(chǎn)成本，且增大工藝的繁雜程度。因此，催化劑的用量應(yīng)在0.55～0.65g之間，即其質(zhì)量約為十八醇質(zhì)量的1%，此時(shí)產(chǎn)品的收率較高。實(shí)驗(yàn)過程中，我們在真空狀態(tài)下移除甲醇，可以提高乙酸鋅的催化效率。

3 結(jié)論

結(jié)果表明，在最佳反應(yīng)條件下，產(chǎn)品收率（以3，5-二叔丁基-4-羥基苯基丙酸甲酯算）高達(dá)89%，熔點(diǎn)范圍50℃～55oC，產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)標(biāo)。一步合成法的創(chuàng)新點(diǎn)主要有以下兩點(diǎn)：① 本實(shí)驗(yàn)選用了乙酸鋅作催化劑，在保證較高催化效率的前提下，既節(jié)約了生產(chǎn)成本，又避免了有機(jī)錫的污染，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。②優(yōu)化了實(shí)驗(yàn)條件，提高了產(chǎn)品收率。但是實(shí)驗(yàn)中仍存在不足，實(shí)驗(yàn)沒有將甲醇與其他結(jié)晶溶劑作對比效果。

參考文獻(xiàn)：

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