[发明专利]由异丁醛直接合成2;2;4-三甲基-1;3-戊二醇双异丁酸酯的方法

说明书

本发明属于精细化工领域，具体涉及一种由异丁醛直接合成2,2,4‑三甲基‑1,3‑戊二醇双异丁酸酯的方法。本发明以工业丁辛醇生产过程的副产物异丁醛为原料，直接合成2,2,4‑三甲基‑1,3‑戊二醇双异丁酸酯。先将异丁醛部分经羟醛缩合和歧化成酯获得2,2,4‑三甲基‑1,3‑戊二醇单异丁酸酯，再将剩余的未反应的异丁醛经氧化生成异丁酸且无需分离纯化，最后经酯化反应获得2,2,4‑三甲基‑1,3‑戊二醇双异丁酸酯。本发明原料便宜易得，可以多次重复利用；中间产物无需分离，可以直接合成最终产品，简化了生成工艺的操作过程；原料转化率高，异丁醛转化率大于92％。

技术领域

本发明属于精细化工领域，具体涉及一种由异丁醛直接合成2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇双异丁酸酯的方法。

背景技术

2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇双异丁酸酯是一种性能优异的增塑剂，它具有低黏度、低密度、低凝固点、抗水解、无色透明、高稳定性和安全无毒等特点，是工业上大量应用的邻苯二甲酸双酯增塑剂的理想替代品。该增塑剂因其毒性极低和良好的使用安全性，完全符合目前国内外相关法规对绿色安全增塑剂的要求。由于其较低的初粘性、卓越的粘度稳定性和可加工性，该增塑剂可以满足高速制模的要求，缩短循环周期，提高生产效率。该增塑剂可广泛应用于生产各种PVC树脂制品，包括PVC浸塑手套、玩具、壁纸、地板革、人造革、输送带等，也可应用于油墨、颜料和EVA乳液的生产。

迄今为止，有关2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇双异丁酸酯合成的专利报道较少。美国专利US4110539A和CN 104341304A分别公开了一种2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇双异丁酸酯的合成方法，均采用2,4-二异丙基-5,5-二甲基-1,3-二恶烷为原料，在酸性催化剂作用下，将其转化为2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇双异丁酸酯。该方法的优点是采用了合成2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯过程中的副产物2,4-二异丙基-5,5-二甲基-1,3-二恶烷，但该原料来源少，难以满足大规模工业化生产需要。中国专利CN102267896A公开一种由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-戊二醇双异丁酸酯的方法。但该方法所用原料2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯生产成本较高。尽管2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯和异丁酸都可以通过异丁醛转化获得，但分离纯化的成本高。而且异丁醛氧化制异丁酸的过程中还存在着安全隐患。

发明内容

本发明的目的是提供一种生产工艺简单、原料易得、成本低的由异丁醛直接合成2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇双异丁酸酯的方法。

本发明所述的由异丁醛直接合成2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇双异丁酸酯的方法，包括以下步骤：

(1)异丁醛在碱性催化剂作用下部分发生羟醛缩合反应和歧化成酯反应，获得2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯及未反应异丁醛的反应液；

(2)除去反应液中的碱性催化剂后，于氧化剂及氧化催化剂的作用下进行氧化反应，未反应的异丁醛氧化为异丁酸；

(3)除去反应液中的氧化催化剂后，在酯化催化剂催化下，2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯和异丁酸进行酯化反应，得到2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇双异丁酸酯。

步骤(1)所述碱性催化剂是碱金属、碱土金属的氧化物或氢氧化物中的一种或多种，碱性催化剂用量为异丁醛质量的0.5～2.0％。

步骤(1)所述碱金属氧化物或氢氧化物包括Na₂O、K₂O、Li₂O、NaOH、KOH、LiOH。优选Na₂O、K₂O、NaOH、KOH。