阅读说明：本技术 一种催化合成柠檬酸三丁酯的方法 (Method for catalytically synthesizing tributyl citrate ) 是由 李斌栋 王冉 李斌洪 于 2018-06-29 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种催化合成柠檬酸三丁酯的方法。该方法以一水柠檬酸和丁醇为原料,在酸催化的条件下反应6～7小时后,得到柠檬酸三丁酯。本发明使用柠檬酸和正丁醇作为初始原料,以磺酸树脂为催化剂,催化效率高,操作简单,反应条件温和,产物的选择性和产率都较高,具有广阔的工业应用前景。(The invention discloses a method for catalytically synthesizing tributyl citrate. According to the method, citric acid monohydrate and butanol are used as raw materials, and after the raw materials react for 6-7 hours under the acid catalysis condition, tributyl citrate is obtained. The method uses citric acid and n-butanol as initial raw materials and sulfonic acid resin as a catalyst, has high catalytic efficiency, simple operation, mild reaction conditions and high product selectivity and yield, and has wide industrial application prospect.)

一种催化合成柠檬酸三丁酯的方法

技术领域

本发明涉及一种催化合成柠檬酸三丁酯的方法，属于精细化工领域。

背景技术

柠檬酸三丁酯英文通用名Tributyl citrate，结构式为：

柠檬酸三丁酯(TBC)是一种重要的绿色增塑剂，具有相容性好，增塑效率高、无毒、无味、抗菌、不易挥发、耐光、耐热、耐阻燃以及生物降解性好等性能，此外还具有良好的机械性、光透明性和加工性能。柠檬酸三丁酯对聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)、纤维素树脂等都具有增塑作用；与其他无毒增塑剂共用可提高制品的硬度，尤其是对软纤维醚产品更为适用；作为硝化纤维溶剂，可改善硝化纤维的抗紫外线能力；可作为矫形外科植入手术缝合线、骨钉、药物包装及药品释放剂，如胰岛素聚乳酸双层缓释片、促生长激素释放的块状植入剂、激素炔诺酮的空心聚乳酸纤维剂等；作为化妆品的添加剂、乳化剂，对受伤的皮肤可起到治疗及营养作用，又可阻止紫外线对皮肤角质层的水分挥发，保护皮肤使其具有滋润性及生理弹性；烟丝中加入柠檬酸三丁酯后可使香烟燃烧时生成的氢化氰(HCN)毒气被吸收，从而减少对吸烟者的毒害，另外还可使烟卷保持韧性而不被折断。此外，还可作为蛋白质类液体的泡沫去除剂，鞋袜去臭剂，香料溶剂，纸张加香助剂，润滑油极压抗摩剂，聚氧乙烯树脂平滑剂以及橡胶工业加工防焦剂等，用途广泛。

柠檬酸三丁酯一般是以柠檬酸与正丁醇为原料，在催化剂的作用下合成的。传统的生产工艺是以浓硫酸为催化剂，其缺点是由于氧化作用容易导致副反应的发生，使产品色泽深，强烈腐蚀反应设备及残液污染环境。鉴于浓硫酸催化酯化的各种弊端，新型催化剂的研究开发成为柠檬酸三丁酯合成技术研发的关键

发明内容

本发明的目的在于提供一种催化合成柠檬酸三丁酯的方法。

实现本发明目的的技术方案如下：

一种催化合成柠檬酸三丁酯的方法，该方法以柠檬酸和正丁醇作为初始原料，磺酸树脂作为催化剂合成柠檬酸三丁酯。生产工艺如下：

具体为：

向四口烧瓶中加入原料柠檬酸、正丁醇和催化剂磺酸树脂，搅拌升温到开始回流，继续反应5～6h，经过水洗、碱洗、再水洗的过程，减压蒸馏得到产品。

根据上述的生产工艺，催化剂为下列之一或一种以上的任意比例的混合物：浓硫酸、对甲基苯磺酸或磺酸树脂，优选磺酸树脂。

根据上述的生产工艺，柠檬酸与正丁醇的摩尔比为1：4～1：6。

根据上述的生产工艺，催化剂磺酸树脂的用量为2％～5％。

根据上述的生产工艺，反应温度范围为110℃～130℃。

根据上述的生产工艺，反应时间为6～7h。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明使用柠檬酸和正丁醇作为初始原料，以磺酸树脂为催化剂，催化效率高，操作简单，反应条件温和，产物的选择性和产率都较高，色度低。

2、本发明以磺酸树脂为催化剂具有色泽好、易分离、后处理方便、不腐蚀设备、无“三废”产生、易再生、可重复使用等优点，具有广阔的工业应用前景。

具体实施方式

下面通过具体的实施例对本发明进行详细的说明，但这些实例的用途和目的仅用来展示本发明，并非对本发明的实际保护范围构成任何形式的任何限定，更非将本发明的保护范围局限于此。

实施例1

向四口烧瓶中加入柠檬酸105g、正丁醇182.7ml和3％当量的磺酸树脂，搅拌升温，继续反应5h后水洗、碱洗、再水洗。用气相检测已完全反应，减压蒸馏得到馏分。经检测柠檬酸三丁酯的产率为96.54％，纯度95.3％，色度<10。

实施例2

向四口烧瓶中加入柠檬酸168g、正丁醇292.3ml和4％当量的磺酸树脂，搅拌升温，继续反应6h后水洗、碱洗、再水洗。用气相检测已完全反应，减压蒸馏得到馏分。经检测柠檬酸三丁酯的产率为96.12％，纯度95.1％，色度<10。

实施例3

向四口烧瓶中加入柠檬酸42g、正丁醇73.1ml和2％当量的磺酸树脂，搅拌升温，反应5h后水洗、碱洗、再水洗。用气相检测已完全反应，减压蒸馏得到馏分。经检测柠檬酸三丁酯的产率为96.73％，纯度95.7％，色度<10。