癸二酸的制備及應用發展趨勢

摘要：癸二酸是一種具有非常廣泛用途的重要化工原料。本文介紹了近些年來蓖麻油裂解制備癸二酸的工藝研究情況并指出了癸二酸生產努力的方向。

關鍵詞：癸二酸? 制備? 應用

癸二酸為無色單斜棱柱體、片狀或小葉狀結晶，工業品為白色粉末或顆粒;易溶于醇類、醚類、酮類等有機溶劑，微溶于水和乙醚，難溶于苯、石油醚、四氯化碳。

純品為白色鱗片狀結晶，工業品略帶淺黃色，熔點134.5℃，主要是通過以蓖麻油為原料而制得的。癸二酸具有非常廣泛的用途，主要用來制備癸二酸的酯類，如癸二酸二辛酯可用作橡膠的耐寒增塑劑，也可以用來制備尼龍-610、尼龍-1010、橡膠軟化劑、合成航空航天潤滑油、潤滑油添加劑、表面活性劑、環氧樹脂固化劑聚癸二酸酐、工程塑料、火箭推進劑以及香料、涂料、化妝品等。在我國，癸二酸主要用來合成癸二酸二酯系列低溫增塑劑產品，近年來在潤滑油、光穩定劑等有機合成方面的報導也呈上升的趨勢。本文將對近些年癸二酸的制備及應用做如下綜述。

1 癸二酸的制備

癸二酸傳統的生產方法主要是采用蓖麻油催化水解或加堿皂化生成蓖麻油酸，然后再以苯酚或甲酚作稀釋劑于260-280℃加堿裂解，經酸化等純化處理后得到。工業上普遍采用蓖麻油為原料生產癸二酸，有裂解法、合成法以及水解法等。

溫琰等[1]通過間歇工藝實驗和多種創新方法研究了蓖麻油制癸二酸裂解反應。發現了關于水、連串反應、催化、第二反應平衡和制約癸二酸收率等方面的反應特征。

王彥雄等[2]以對環境友好、安全無毒的液體石蠟作為稀釋劑，同時篩選了對環境友好的催化劑，開發了清潔制備癸二酸，生產工藝，研究發現，采用氧化鐵作催化劑可取得良好的裂解反應效果。

王文舉等[3]研究了傳統蓖麻油裂解制備癸二酸的工藝流程，分析產生大量含鹽含酚廢水的原因。提出采用一步酸化法制備癸二酸的新工藝流程，考察了水用量對癸二酸收率的影響。

陳慶[4]采用蓖麻油催化裂解清潔工藝制備癸二酸，在反應過程中選擇Fe2O3作為催化劑和相對清潔的液體石蠟作為稀釋劑，提高了產品質量，減少了對環境的污染。

2 癸二酸的應用

2.1 增塑劑

癸二酸二酯系列產品多數都在塑料工業以及合成橡膠工業上用作低溫增塑劑，主要有癸二酸二甲酯、癸二酸二丁酯、癸二酸二辛酯、癸二酸二丁氧基乙酯等產品。

高純癸二酸二甲酯（DMS）主要應用于航空、航天高級的耐寒增塑劑和耐寒潤滑脂等領域;可作為纖維素樹脂、乙烯樹脂和合成橡膠的增塑劑、軟化劑和溶劑;被廣泛用作生產光穩定劑等的原料;也可用作有機合成的中間體。王恩等[5]研究了高純癸二酸二甲酯的生產技術，對精餾時的溫度、壓力等參數以及設備結構展開了研究，確定了工藝技術指標。

癸二酸二丁酯（DBS）是一種耐寒的環保增塑劑，常用于食用香料、食品包裝材料、氣相色譜固定液中，能使塑料制品具有優良的低溫性和耐油性。楊小敏等[6]以稀土固體酸S2O2-8/ZrO2-La2O3為催化劑，癸二酸和正丁醇為原料合成了癸二酸二丁酯。

癸二酸二辛酯（DOS）為淡草黃色液體，用作良好的低溫增塑劑，也可作為噴氣發動機的潤滑油進行使用，也用于通訊、石油工業等。王詩路等[7]采用三種固定化脂肪酶LipozymeTLIM，LipozymeRMIM和Novozym435，在溶劑中，以癸二酸和2-乙基己醇為原料合成了癸二酸二辛酯。

癸二酸二丁氧基乙酯（DBES）為環保耐寒增塑劑，具有性能優良、耐沖擊性能好、塑化效率高及黏度性能好等優點，逐漸得到人們的喜愛。王筠翔等[8]以癸二酸和乙二醇單丁醚為原料，用HZSM-5分子篩催化合成了癸二酸二丁氧基乙酯。

癸二酸月桂醇酯屬于脂肪族二元酸酯類增塑劑，可以用作輔助增塑劑使用。王淑敏[9]以氯化亞錫作為催化劑，以癸二酸與月桂醇為原料合成了癸二酸月桂醇酯。

2.2 有機產品

癸二腈是藥物、染料等有機合成的中間體，是合成癸二胺的重要化工中間體，是制備纖維、薄膜、塑料單體的重要中間體，同時還可用作溶劑、增塑劑等。潘宇等[10]以癸二酸和氨氣為原料，一步法合成了癸二腈。

10-羥基癸酸是化妝品、醫藥產品和保健品行業的重要原料和中間體，可直接添加在化妝品中作為皮脂分泌抑制劑，10-羥基癸酸也是高效抗氧化劑和制取蜂王漿中抗菌、抗癌和抗輻射的有效成分蜂王酸的重要原料。郭祥祥等[11]研究了以Ru-Sn/MC為催化劑，癸二酸為液相催化加氫合成了10-羥基癸酸。

2.3 聚合物

由于聚酯增塑劑分子量很大，同時在加工過程中揮發度低，不易被水、油和溶劑等抽出，并且遷移性很小，能耐很高的溫度，能使制品長期保持很好的質量和使用壽命，與單體增塑劑相比具有許多優越性，因此被稱作耐久性增塑劑。聚酯增塑劑尤其適用于鋼材、木材、織物和聚氯乙烯地板磚表面的涂飾，以增強其耐污染、耐磨損、耐溶劑、耐水抽出和防止吸水而膨脹等性能。

賈普友等[12]以癸二酸，1，2-丙二醇，2-甲基-1，3-丙二醇為原料，以鈦酸四正丁酯為催化劑，分別經酯化、縮合過程合成了聚癸二酸丙二醇酯系列聚酯增塑劑。

王志強等[13]以癸二酸與1，2-丙二醇為原料合成了癸二酸聚酯二元醇，然后與檸檬酸熔融縮聚制備了一種可降解彈性體聚癸二酸丙二醇檸檬酸酯（PPSC）。

王樹清等[14]以活性炭負載四丁基鈦酸酯作催化劑，癸二酸二甲酯、2，2，6，6-四甲基-4-羥基哌啶為原料合成癸二酸二（2，2，6，6-四甲基-4-羥基哌啶）酯。

蔡艷華等[15]以癸二酸為原料，先經過酰化反應得到癸二酰氯，再與苯甲酰肼反應合成得到聚L-乳酸新型成核劑-癸二酸二苯甲酰肼。

3 結語

癸二酸作為一種重要的化工原料以及我國的優勢出口產品，以癸二酸為原料制取的化工材料制備工藝需要堅持不懈的努力，從減少原材料、能源消耗，減少環境污染，降低生產成本，研究出操作簡單、工藝路線短的制備工藝，朝著綠色經濟環保和可生物降解等方面進展，滿足高效耐用的要求。

參考文獻：

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[15]蔡艷華，范寅清，顏世峰，等.聚L-乳酸結晶成核劑癸二酸二苯甲酰肼的合成及性能[J].高分子材料科學與工程2011，27（12）：28-31.

基金項目：

徐州工業職業技術學院科技基金資助（立項號：XGY201422）。

作者簡介：

李敢（1976-），男，碩士，高級工程師，從事十余年有機產品的合成生產與研究，研發方向：特種助劑，藥物中間體，功能高分子材料等。