碳酸二正丁酯的合成与应用研究

2026/7/16 8:00:42 作者:风华

简述

碳酸二正丁酯又名二丁基碳酸酯,可用DBC表示,是一种化学式为C9H18O3的有机物,常温下表现为无色透明的液体,气味温和,不溶于水。从物质结构的角度分析,碳酸二正丁酯的特点在于具有高度对称性。

合成研究

碳酸二正丁酯的合成主要是通过碳酸二甲酯与正丁醇发生酯交换实现,具体工艺有多种选择,下面就1文献报道的部分工业路线作简单介绍:

方法一

以中性多孔材料为载体,以碱金属氧化物,碱土金属氧化物和第二副族氧化物协同杂化物为活性物质,通过蒸馏工艺促进碳酸二甲酯和正丁醇酯交换即可高选择性合成碳酸二丁酯。该工艺采取的多化合物组分杂化催化剂能有效抑制副反应,阻止高活性物质的流失,且该颗粒状催化剂装填在触媒框中,实现催化剂长期有效,避免了催化剂分离回收,具有绿色环保,反应条件温和,操作简单,反应选择性高,收率高的优点[1]

方法二

以廉价的偏钛酸为原料,采用水热法和乙醇热法制备纳米钛酸盐(简称钛酸盐),实验考察钛酸盐的种类,晶型对催化碳酸二甲酯(DMC)与正丁醇酯交换反应的影响。实验结果表明,乙醇热法比水热法制备的钛酸盐粒径小;对于不同的钛酸盐,随钛酸盐碱性的增强,催化活性挺高,但由于三价钛的存在,钛酸钾对产物碳酸二正丁酯(DBC)的选择性低于钛酸坝;钛酸钾的催化活性最高,DMC转化率达到65%,DBC选择性达到100%,DBC收率达到65%,并在5次,循环使用过程中,催化性能稳定;对于同种钛酸盐,催化活性随粒径的增加而减小;对于钛酸钡,立方相结构的催化活性优于四方相结构[2]

应用

精细化工领域报道了一种耐拉伸耐磨的地坪材料,碳酸二正丁酯是其中一种重要的组分,重量比约为4~6份。其他成分还包括丁酸缩水甘油酯21~24份,碳化硅粉15~16份,二氧化锰粉为11~12份,间苯二酚甲醛树脂为2~3份等。最终制备得到的材料具有良好的耐拉伸和耐磨的性能,在建筑领域具有较高的利用价值[3]

除此之外,电化学领域同样有碳酸二正丁酯的应用,例如文献报道的一种用于以磷酸铁锂为正极材料的锂离子电池低温用电解液,其中便含有70~90%(重量)碳酸酯类化合物,该类物质可选择碳酸乙烯酯(EC),碳酸丙烯酯(PC),碳酸二甲酯(DMC),碳酸二乙酯(DEC),碳酸二正丁酯(DBC),碳酸甲乙酯(EMC),碳酸甲丙酯(MPC),碳酸乙丙酯(EPC)和碳酸乙丁酯(EBC)中的一种或其中多种。同时,低温添加剂硫酸丙烯酯的添加,可以改善锂离子电池负极固体相界面膜(SEI膜)的结构,提高锂离子电池的低温性能[4]

参考文献

[1]李振环,苏坤梅,刁乐晨,等.一种合成碳酸二丁酯的方法.2016.

[2]冯秀丽.纳米钛酸盐催化合成碳酸二正丁酯[J].石油化工(05):429-433.DOI:10.3321/j.issn:1000-8144.2006.05.006.

[3]葛卫平,陈宗美.一种耐拉伸耐磨的地坪材料:CN201310366702.7[P].

[4]姜翠平,谷秀娟,岳蒙蒙,等.一种磷酸铁锂电池的低温电解液及其制备方法:CN201410410350.5[P].

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