2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇二异丁酸酯的合成及其多种用途

2023/5/19 9:27:57

简介

2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇二异丁酸酯是一种良好的有机溶剂,可用来做油漆;其主要副产物2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇(TMPD)可用作驱虫剂,能够有效驱逐蚊、蝇及寄生虫等虫类;2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇二异丁酸酯还可作为粘合溶剂使用,其良好的耐潮湿特性可代替二甘醇应用于油墨印刷行业;此外,其还可用于合成香料[1]。

合成

图1 2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇二异丁酸酯的合成路线

图1 2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇二异丁酸酯的合成路线

将异丁酸(含有7重量%的异丁醛,相当于异丁酸)和2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸以1.2的摩尔比加入反应烧瓶中。添加0.3wt%的SnO作为催化剂。用于回流反应溶液的冷却水的温度为20°C。将反应溶液在180°C下在常压下回流7小时。结果,反应溶液中2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇二异丁酸酯的浓度为91wt%,相当于粗反应溶液的重量。在该反应时,油水分离器中的分离状态良好。合成路线如图1所示。

用途

2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇二异丁酸酯,一种高沸点、非水溶性、低冰点、稳定性好、无毒无害的透明油状液体。其主要用途如下[2]:

(1)     乳胶漆的成膜助剂。相对于其他成膜助剂,2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇二异丁酸酯更能彰显其独特优势:冰点低,扩大乳胶漆的成膜温度范围,提升乳胶漆成膜质量;漆膜性能优异,使涂料的耐候性和耐擦洗性显著提高;漆层稳定性高,使涂料更具光泽性、平滑性、附着性、细腻性和抗流挂性;水解稳定性好,提高乳胶粒子的聚结性。

(2)     合成润滑剂。2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇二异丁酸酯的酯类化合物具有优异的双酯润滑性,可作为基料应用于工业润滑剂中,例如,在合成润滑剂的过程中添加其少量的壬酸酯,可在很大程度上提高润滑剂的弹性膨胀指数和渗透、冷却性能,且具有良好的稳定性。

(3)     合成增塑剂。合成2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇二异丁酸酯过程中产生的主要副产物为低毒性的十六碳醇酯,其具备抗水解性、低温耐冲击性、抗老化性、耐抽出性等优异性能,能溶于所有通用的增塑剂,是非邻苯类和聚氯乙烯类的环境友好增塑剂,能改善树脂的低温性能,可大大降低聚氯乙烯类的脆化温度,可作为PVC乳胶配方中的添加剂,所制造的PVC产品可以用于食品包装,更受消费者青睐。

参考文献

[1] Yano, Tomohisa. Preparation of 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol diisobutyrate using isobutyraldehyde as azeotropic agent. Japan, JP2002363132 A 2002-12-18.

[2] 张述英. 2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇二异丁酸酯合成工艺研究[D].青岛科技大学.

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