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增塑剂是塑料的主要添加剂。虽然邻苯二甲酸酯类具有较为优良的使用性能,而且价格便宜,但对人体具有潜在的危害和对环境的污染。目前欧美部分国家和地区均已制定一系列法律法规限制部分邻苯二甲酸酯类增塑剂的使用。因此用新型环保增塑剂取代传统增塑剂已经成为大势所趋。2,5-呋喃二甲酸具有与邻苯二甲酸相似的化学结构和理化性质,且呋喃环化合物可以通过进入体内三羧酸循环代谢,不具有生物毒性,因此,采用2,5-呋喃二甲酸酯可以替代邻苯二甲酸酯在增塑剂上的应用。本论文以2,5-呋喃二甲酸和异辛醇合成2,5-呋喃二甲酸异辛酯为目标,探索以硫酸,固体酸作催化剂时合成条件;同时为了降低产品色泽,探索了酰氯法制备2,5-呋喃二甲酸异辛酯的工艺,具体内容如下: 1.以硫酸为催化剂,2,5-呋喃二甲酸,异辛醇为原料,合成2,5-呋喃二甲酸异辛酯,讨论了酸量,反应温度,反应时间对酯化反应行为的影响。随着温度、酸用量、酸醇比的增加,到达反应平衡的时间越短。在反应条件为165℃,酸醇比为1∶3,硫酸为1%时,反应7h后酯化率为96.1%。对纯化的产品进行了FTIR及1H NMR表征。同时探索了硫酸催化条件下,产品色泽产生的原因,由GC-MS分析,在硫酸催化,高温条件下,醇易发生分解反应,产生大量物质:硫酸酯,烯烃,酮醇等;而同等条件下,酸几乎不分解。另外还有部分物质未被GC-MS检出,醇的分解是反应产品色泽的主要来源。 2.以ZrO2/SO42-, Amberlyst70,ZSM-5分子筛,石墨烯,钴钨酸钾固体酸作为催化剂,合成2,5-呋喃二甲酸异辛酯。其中,ZrO2/SO42-是较好的催化剂,ZrO2/SO42-在175℃,反应7h后酯化率为86.8%。进一步考察ZrO2/SO42-制备条件(陈化pH,陈化温度,浸渍浓度,浸渍时间,焙烧温度,焙烧时间)对酯化率的影响。结果表明,陈化pH,浸渍浓度,浸渍时间,焙烧温度,焙烧时间对催化剂活性影响较大。最优条件为:陈化pH9.5,硫酸浸渍浓度9M,浸渍时间3h,焙烧温度600-650℃,焙烧时间为3h。并对ZrO2/SO42-催化剂进行了TG,DSC,XRD,BET,NH3-TPD表征。 3.针对高温酸催化下产品易产生较深色泽的问题,采用酰氯法合成2,5-呋喃二甲酸异辛酯。探讨了酰化步骤及醇解步骤中条件对于收率或产率的影响。结果如下:酰化步骤,SOCL2∶FDCA为3.2∶1,反应温度:80℃,反应时间4h,产率为62%。醇解步骤,反应时间为60min,反应温度为60℃,产率为55%。利用铂-钴比色法测得所得酯色度为36-40APAH,表观颜色为无色透明溶液。