一种异辛烯酸亚锡的制备方法及应用
阅读说明：本技术 一种异辛烯酸亚锡的制备方法及应用 (Preparation method and application of stannous isooctenoate ) 是由 郭华 王珊 李春阳 刘宇 于 2020-12-31 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种异辛烯酸亚锡的制备方法及应用,其解决了现有辛酸亚锡制备工艺复杂、安全要求和成本高的技术问题,本发明制备的异辛烯酸亚锡为一种新的化合物,可以替代辛酸亚锡作为聚氨酯及中碳脂肪酸酯的催化剂,是由异辛烯醛作为反应物在碱性溶液中发生歧化反应,生成异辛烯酸盐和异辛烯醇,再加入氯化亚锡,发生复分解反应得到。本发明可广泛应用于辛酸亚锡技术领域。(The invention provides a preparation method and application of stannous isooctoate, which solve the technical problems of complex preparation process, safety requirement and high cost of the existing stannous octoate. The invention can be widely applied to the technical field of stannous octoate.)
技术领域
本发明属于辛酸亚锡技术领域，更具体地说，是涉及一种异辛烯酸亚锡的 制备方法及应用。
背景技术
辛酸亚锡化学名称为2-乙基己酸亚锡，是锡的一种化工产品。由于辛酸亚 锡在酸性和碱性水溶液中均容易水解，稳定存在的pH值范围较小，并且容易被 空气中的氧和其他氧化剂氧化分解，其制备难度较大，辛酸亚锡作为聚氨酯及 中碳脂肪酸酯的催化剂得到广泛使用，而商业化的异辛酸制备工艺复杂，一种 方法为羟醛缩合得到的异辛烯醛选择性加氢，再氧化成异辛酸；另一种是羟醛 缩合得到的异辛烯醛加氢成异辛醇再碱化脱氢，酸化得到异辛酸。这两种方法 均工艺复杂，工艺安全要求高，成本高昂。应用上述两种方法制备的异辛酸皂 化成异辛酸钠，再与氯化亚锡反应得到辛酸亚锡。
目前国内外制备辛酸亚锡大多采用醛歧化法、酸酐法和复分解法等，这些 方法都存在过程控制不稳定、操作复杂以及亚锡含量偏低的的缺点，限制了辛 酸亚锡的工业化生产。因此，亟需一种可以替代辛酸亚锡的新催化剂。
发明内容
本发明就是为了解决上述背景技术的不足，提供了一种工艺简单、成本低 异辛烯酸亚锡的制备方法，所制备的可以异辛烯酸亚锡替代辛酸亚锡作为聚氨 酯及中碳脂肪酸酯的催化剂。
为此，本发明提供了一种异辛烯酸亚锡的制备方法，是以异辛烯醛为原料， 在碱性溶液中发生歧化反应，再加入氯化亚锡，发生复分解反应得到异辛烯酸 亚锡。
具体的工艺过程为：
具体包括以下步骤：
(1)歧化反应：将碱性溶液加入到反应釜中，控制反应温度，搅拌下缓慢 将异辛烯醛加入到反应釜中，发生歧化反应，得到异辛烯酸盐；
(2)复分解反应：在氮气保护氛围下，加入氯化亚锡溶液，搅拌、控制反 应温度，发生复分解反应，静置分层，收集上层母液，减压蒸馏，控制蒸馏温 度和时间，蒸馏结束后，氮气破空，氮气保护下降至25～30℃，过滤得到异辛 烯酸亚锡。
优选的，碱性溶液为氢氧化钠、氢氧化钾溶液中的一种。
优选的，碱性溶液的质量分数为30％～50％。
优选的，碱性溶液和异辛烯醛的摩尔比为1:(1～5)。
优选的，歧化反应温度为25～80℃。
优选的，复分解反应温度为40～90℃。
优选的，负压蒸馏的真空度为1～10mmHg。
优选的，蒸馏温度为150～250℃，蒸馏时间为20～40min。
有上述制备方法制备的异辛烯酸亚锡的可作为聚酯反应中的催化剂。
本发明的有益效果为：
(1)本发明制备的异辛烯酸亚锡，是一种用于聚酯反应的新的催化剂，是 由异辛烯醛作为反应物在碱性溶液中发生歧化反应，生成异辛烯酸盐，再加入 氯化亚锡，发生复分解反应制得的，制得的异辛烯酸亚锡的锡含量达到29％以 上。
(2)本发明制备的异辛烯酸亚锡对聚酯反应表现出良好的催化活性，可以 用于聚酯反应中的催化剂，当用作制备异辛酸异辛醇酯催化剂时，异辛酸异辛 醇酯的转化率可高达99.7％，使其经济效益显著提高，适合工业生产。
(3)本发明制备的异辛烯酸亚锡中含有歧化反应产生的异辛烯醇和未反应 异辛烯醛，通过有机相减压蒸馏除去异辛烯醇和未反应的异辛烯醛。因此，本 发明后处理工艺简单，且没有三废产生，安全，无毒，适合工业生产。
具体实施方式
为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白， 以下结合实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具 体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
实施例1
一种异辛烯酸亚锡的制备方法，具体步骤如下：
(1)歧化反应：在500ml具备搅拌器的四径瓶中加入质量分数为30％的氢 氧化钠58.88g，控制反应温度为25℃，搅拌下缓慢将100g异辛烯醛加入到四 径瓶中，发生歧化反应，得到异辛烯酸盐；
(2)复分解反应：取88.5克二水氯化亚锡溶解于1L水中，在氮气保护氛 围下，将氯化亚锡溶液加入步骤(1)制得的异辛烯酸盐，控制反应温度为40℃， 搅拌20min，发生复分解反应，静置分层，收集上层母液，减压蒸馏1mmHg，控 制蒸馏温度为150℃，持续10min，停止蒸馏，氮气破空，氮气保护下降至25～ 30℃，过滤得到澄清透明、粘稠的液体，即为异辛烯酸亚锡，制备的异辛烯酸 亚中亚锡含量为29％，工艺收率为90.6％。
实施例2
一种异辛烯酸亚锡的制备方法，具体步骤如下：
(1)歧化反应：在500ml具备搅拌器的四径瓶中加入质量分数为40％的氢 氧化钠78.5g，控制反应温度为40℃，搅拌下缓慢将100g异辛烯醛加入到四径 瓶中，发生歧化反应，得到异辛烯酸盐；
(2)复分解反应：取88.5克二水氯化亚锡溶解于1L水中，在氮气保护氛 围下，将氯化亚锡溶液加入步骤(1)制得的异辛烯酸盐，控制反应温度为65℃， 搅拌30min，发生复分解反应，静置分层，收集上层母液，减压蒸馏5mmHg，控 制蒸馏温度为200℃，持续10min，停止蒸馏，氮气破空，氮气保护下降至25～ 30℃，过滤得到澄清透明、粘稠的液体，即为异辛烯酸亚锡，制备的异辛烯酸 亚中亚锡含量为29％，工艺收率为92.5％。
实施例3
(1)歧化反应：在500ml具备搅拌器的四径瓶中加入质量分数为60％的氢 氧化钠98.13g，控制反应温度为80℃，搅拌下缓慢将100g异辛烯醛加入到四 径瓶中，发生歧化反应，得到异辛烯酸盐；
(2)复分解反应：取88.5克二水氯化亚锡溶解于1L水中，在氮气保护氛 围下，将氯化亚锡溶液加入步骤(1)制得的异辛烯酸盐，控制反应温度为90℃， 搅拌30min，发生复分解反应，静置分层，收集上层母液，减压蒸馏10mmHg， 控制蒸馏温度为250℃，持续10min，停止蒸馏，氮气破空，氮气保护下降至 25～30℃，过滤得到澄清透明、粘稠的液体，即为异辛烯酸亚锡，制备的异辛 烯酸亚中亚锡含量为31％，工艺收率为91.8％。
催化性能测试
实施例4作为催化剂制备异辛酸异辛醇酯
在500ml的四径瓶中加入150g异辛酸和100g异辛醇，取实施例1制得的 异辛烯酸亚锡1.9g作为催化剂，将异辛烯酸亚锡加入至四径瓶中，升温到225～ 240℃，反应3.5小时。负压脱出轻馏分，用氢氧化钠溶液碱洗后，用蒸馏水水 洗得到173.2g异辛酸异辛醇酯，异辛酸异辛醇酯的收率为99.7％。
实施例5作为催化剂制备三甘醇二乙辛酸酯的制备
在500ml的四径瓶中加入150g异辛酸和55g三甘醇，取实施例2异辛酸亚 锡1.9g作为催化剂，将异辛烯酸亚锡加入至四径瓶中，升温到225～240℃， 反应5.5小时，负压脱出轻组分，碱洗、水洗，得到120.3g三甘醇二乙辛酸酯， 三甘醇二乙辛酸酯的收率为80.88％。
实施例6作为催化剂制得月桂酸单甘脂
在500ml的四径瓶中加入166g月桂酸和74g甘油，取实施例3制备的异辛 烯酸亚锡2.4g作为催化剂，升温到225～240℃，真空度50mmHg，冷凝器水温 65℃，反应2小时后，逐渐提高真空度，于5mmHg下继续反应3.5小时。降温 至70℃，加入20g质量分数40％的氢氧化钠溶液，搅拌5分钟，静置分层，倾 出上层清液，控制温度为70℃，用饱和食盐水清洗两次，减压脱水，保温过滤， 得到月桂酸单甘油脂192g，月桂酸单甘油脂收率为87.6％。
对比例1
在500ml的四径瓶中加入150g异辛酸和100g异辛醇，升温到225～240℃， 反应3.5小时。负压脱出轻馏分，用氢氧化钠溶液碱洗后，用蒸馏水水洗得到125.8.2g异辛酸异辛醇酯，异辛酸异辛醇酯的收率为71.98％。
对比例2
加在500ml的四径瓶中入150g异辛酸和55g三甘醇，升温到225～240℃， 反应5.5小时，负压脱出轻组分，碱洗、水洗，得到101.23g三甘醇二乙辛酸 酯，三甘醇二乙辛酸酯的收率为68.06％。
对比例3
在500ml的四径瓶中加入166g月桂酸和74g甘油，升温到225～240℃， 真空度50mmHg，冷凝器水温65℃，反应2小时后，逐渐提高真空度，于5mmHg 下继续反应3.5小时。降温至70℃，加入20g质量分数40％的氢氧化钠溶液， 搅拌5分钟，静置分层，倾出上层清液，控制温度为70℃，用饱和食盐水清洗 两次，减压脱水，保温过滤，得到月桂酸单甘油脂168.60g，月桂酸单甘油脂 的收率为76.92％。
实验结论：其中，对比例1为未添加异辛烯酸压锡制得的异辛酸异辛醇酯， 对比例2为未添加异辛烯酸压锡制得的三甘醇二乙辛酸酯，对比例3为未添加 异辛烯酸压锡制得的月桂酸单甘脂。
由实施例1～3可知，本发明制备的异辛烯酸亚锡，是一种用于聚酯反应的 新的催化剂，是由异辛烯醛作为反应物在碱性溶液中发生歧化反应，生成异辛 烯酸盐，再加入氯化亚锡，发生复分解反应制得的，制得的异辛烯酸亚锡的锡 含量达29％以上。
由对比例1和实施例4可知，加入的异辛烯酸压锡后的制得的异辛酸异辛 醇酯的收率高于未加入异辛烯酸压锡的异辛酸异辛醇酯的收率，充分说明异辛 烯酸压锡可以作为催化剂加速异辛酸和异辛醇的酯化反应速率。
由对比例2和实施例5可知，加入的异辛烯酸压锡后的制得的三甘醇二乙 辛酸酯的收率高于未加入异辛烯酸压锡的三甘醇二乙辛酸酯的收率，充分说明 异辛烯酸压锡可以作为催化剂加速异辛酸和三甘醇的酯化反应速率。
由对比例3和实施例5可知，加入的异辛烯酸压锡后的制得的月桂酸单甘 油脂的收率高于未加入异辛烯酸压锡的月桂酸单甘油脂的收率，充分说明异辛 烯酸压锡可以作为催化剂加速月桂酸和甘油的酯化反应速率。
本发明制备的异辛烯酸亚锡对聚酯反应表现出良好的催化活性，可以用于 聚酯反应中的催化剂，当用作制备异辛酸异辛醇酯催化剂时，异辛酸异辛醇酯 的转化率可高达99.7％，使其经济效益显著提高，适合工业生产。
另外，本发明制备的异辛烯酸亚锡中含有歧化反应产生的异辛烯醇和未反 应异辛烯醛，通过有机相减压蒸馏除去异辛烯醇和未反应的异辛烯醛。因此， 本发明后处理工艺简单，且没有三废产生，安全，无毒，适合工业生产。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申 请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请 的保护范围之内。
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