背景技术
2,2,4,4‑四甲基‑1,3‑环丁二醇（CBDO）是一种重要的有机高分子原料。它主要用于合成高性能聚酯材料，具有高玻璃化转变温度、耐化学性和高透明度，广泛应用于家电、汽车、食品包装等领域。美国伊士曼化工公司垄断其生产技术，万华化学集团等国内企业也在推进相关技术的中试及产业化合作。其安全性方面，大鼠急性经口毒性的半数致死剂量LD50为1500mg/kg，属于低毒物质，不具有遗传毒性。在食品接触材料中，我国和欧盟法规均授权其作为单体或起始物应用于塑料食品接触材料及制品的生产。
2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇的合成方法较少，代表性路线包括：专利[CN112457170A； CN105732329A；US2017/334815A1；KR2019/56665A]报道，采用2,2,4, 4‑四甲基‑1,3‑环丁二酮为原料，通过还原反应，得到产物2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇。
2,2,4,4‑四甲基‑1,3‑环丁二酮的合成方法主要有以下两种路线，专利和文献[CN112457170A；Helvetica Chimica Acta,1999,82,1302；KR2024/61949A；CN119661321A]报道，采用异丁酰氯为原料，在三乙胺作用下脱氯化氢生成二甲基乙烯酮，随后二缩聚环合反应，生成2,2,4,4‑四甲基‑1,3‑环丁二酮。还有专利[CN105732354A；KR2019/56665A；CN113443976A]报道，采用2‑甲基丙酸或2-甲基丙酸酐为原料，高温催化裂解，生成二甲基乙烯酮，随后二缩聚环合反应，生成2,2,4,4‑四甲基‑1,3‑环丁二酮。
针对上述技术路线的缺陷，有必要对2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇的合成路线进行深入研究，提供更新的工艺路线，以满足日益增长的市场需求。
制备方法
A、将异丁醛、盐酸羟胺、[BMIm]Cl和Bu4NPF6在有机溶剂中混合，升温条件下反应，生成异丁腈；
B、将异丁腈在甲醇中混合，低温条件下滴加甲基三氯硅烷，反应完成后碱解，接着酸化，得到2‑甲基丙酸；
C、将脱水剂和有机碱在二氯甲烷中混合，低温下加入2‑甲基丙酸的二氯甲烷溶液，随后升温反应，得到2,2,4,4‑四甲基‑1,3‑环丁二酮；
D、将2,2,4,4‑四甲基‑1,3‑环丁二酮在甲苯中混合，低温条件下，加入双(2‑甲氧乙氧基)氢化铝钠，生成2,2,4,4‑四甲基‑1,3‑环丁二醇[1]。
检测进展
采用气质联用技术，建立了食品接触材料中2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇迁移量的分析方法。样品经4%乙酸、10%乙醇、20%乙醇、50%乙醇、橄榄油、95%乙醇、异辛烷浸泡后得到浸泡溶液，经有机溶剂提取后供气质联用仪分析，外标法定量。水基、酸性、乙醇类、橄榄油食品模拟物及化学替代溶剂中2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇的检出限在0.008~0.080mg/L之间，方法的平均回收率在90.2%~107.8%之间，相对标准偏差在2.61%~9.04%之间。该方法前处理简单，检测速度快，灵敏度高，满足食品接触材料中2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇迁移量的分析要求[2]。
建立溶解-沉淀-GCMS法测定萃特(Tritan)塑料中2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇残留量的分析方法，通过残留量100%迁移的假设，快速评估目标物的最大迁移量。方法祥品经六氟异丙醇溶解后，用乙醇做沉淀剂将高聚物充分沉淀，上清液浓缩过滤后供气相色谱-质谱联用仪测定，外标法定量。结果2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇在0.080~40mg/kg范围内线性关系良好，相关系数均>0.995。该方法的检出限为0.04mg/kg，定量限为0.080mg/kg，加标回收率为92.5%~105%，相对标准偏差(n=6)为3.0%~5.0%。通过对实际祥品进行测试和评估，表明残留量检测方法具有较高的准确度和较好的重现性。结论建立的残留量筛查法可在实际工作中用于快速评估 Tritan塑料制品中2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇的迁移量水平[3]。
参考文献
[1] 大连中科聚合新材料科技有限公司. 一种2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇的制备方法:CN202610154596.3[P]. 2026-05-12.
[2] 李成发,廖文忠,王刚,等. 食品接触材料中2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇迁移量的测定[J]. 塑料科技,2023,51(2):73-78. DOI:10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2023.02.015.
[3] 阿文伟,曾铭,梁霞,等. 溶解-沉淀-GC/MS法快速评估Tritan塑料中2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇的迁移量水平[J]. 包装工程,2025,46(3):136-142. DOI:10.19554/j.cnki.1001-3563.2025.03.016.