采用自行设计的实验方法，对酸性树脂催化合成邻苯二甲酸二辛酯（DOP）进行工艺优化， 应用正交设计实验，研究了酯化的原料配比、催化剂用量、反应时间及温度对收率的影响，在优化条件 下的收率可达 80.91%。

    【】属于中的一种，是一种可与或者合成树脂兼容的化学品，它能使塑料变软并降低脆性，因而在工业上有着广泛的应用。由于邻苯二甲酸二辛酯（Di-octylphthalate，简称DOP）有着优良的性能而且价格低廉，并且原料易得，故其在工业上最为常用[1]。其结构式为：

结构式

    传统工艺合成D

 因此，用离子交换树脂作催化剂，是离子交换树脂应用的一个很有发展前途的应用领域。凝胶型阳离子树脂作催化剂只适宜在120℃以下才能长期使用，短时间内也只能承受150℃[3]。因此，本实验在减压条件下，130℃-150℃左右反应，可用树脂作催化剂。为维持树脂的催化活性，使用前用盐酸再生。

    2DOP的合成机理

    聚氯乙烯塑料中大量使用的邻苯二甲酸酯是由醇与邻苯二甲酸酐反应制取的，这是一个典型的酯化反应：

酯化反应

    上式{dy}个反应，即苯酐与醇反应生成单酯的反应是不可逆反应，所以当邻苯二甲酸酐在醇中溶解时，反应即已完成[4]。第二个反应，即从单酯生成双酯的反应速度很慢，且是个可逆反应，为了使平衡向正方向移动，必须设法不断地从系统中分离出反应生成的水（或者是目标产物），或采用一种原料过量的方法，或二者同时使用。由于醇的沸点比邻苯二甲酸酐低，易于分离和回收，而且大多数醇本身能起共沸带水的作用，因此一般都采用醇过量的方法。但是在常压下2-乙基己醇等高等级醇的沸点也较高，如果反应温度也随之提高，可能导致副反应加剧，所以用醇作共沸剂在不提高酯化温度的情况下宜采用减压酯化工艺，使反应在较低温度下进行，而在无法使用或只有有限真空度的条件下，应加入苯、甲苯、环己烷等一些能与水形成共沸混合物的惰性有机溶剂作为带水剂。

    为了加速反应，一般采用提高反应温度和使用催化剂两种措施。例如制备DOP时，两步反应总的热效应为83.68J/mol左右，而{dy}步反应的活化能就有75.31J/mol，因此在无催化剂的酯化过程中一般将反应温度提高到200℃-220℃，当使用硫酸作催化剂时，反应活化能降低到54.39J/mol，反应温度可相应维持在130℃-150℃[5]。

    3实验部分

    3.1实验仪器和药品

    3.1.1实验仪器

    xx天平BP-Ⅱ型（上海医用激光仪器厂）；R6002型调速变压器（上海无线电二厂）；电磁搅拌器（上海华光仪器仪表厂）；水循环真空泵（河南巩仪市英谷仪器厂）；电热鼓风干燥箱（重庆四大实验仪器厂）。 OP常用H2SO4作催化剂（即酸催化合成）。目前，国内外对DOP合成的研究非常活跃，主要有酸催化剂、铝系列催化剂、金属氧化物催化剂和以铝酸盐等为代表的非酸催化合成法。采用非酸催化的优点是简化了流程，但反应温度较高，催化剂的制备技术也很复杂，所以尚处于不断改进中[1]。本文在传统方法的基础上，改用酸性树脂作催化剂，并用正交实验法得出了较为合理可行的工艺条件，对得出的优艺进行实验，其产率和产品质量都有所提高，取得了令人鼓舞的结果。

    1催化剂的选择

    环状二元酸酐与醇反应得到的是单酯而不是双酯。因而进一步的酯化是羧酸的酯化，羧酸的活性比酸酐小得多，因此必须选择合适的催化剂来催化，生成双酯的反应才能进行。液相酯化反应在离子交换剂存在下，比在可溶性酸的均相催化条件下进行的速度往往要慢些，如：甲醇和己二酸在静态条件下以不同方法反应3小时后，在催化产物中检测到酯的百分含量如下：无催化剂时为48.5%，用离子交换树脂催化时为82.5%，用H2SO4时为91.9%，这时在阳离子交换剂存在下，3小时尚未达到反应平衡，而在H2SO4介质中则1小时内就达到平衡[2-3]。也就是说用离子交换树脂作催化剂不及用H2SO4作催化剂省时，但因离子交换树脂作催化剂有如下许多优点：

    （1）反应后，把作为催化剂的离子交换树脂和反应物通过简单的过滤就能分开，就可以得到纯度极高的产物，而不必象一般均相催化酸、碱催化剂那样，还要进行中和、水洗、再浓缩等过程，使工艺条件大大简化。

    （2）离子交换树脂催化的选择性高，使副反应被限制在较低的限度。

    （3）与酸碱催化反应相比，离子交换树脂催化的化学反应易于实现连续化。

    （4）没有酸、碱那样的腐蚀性，对设备材质要求降低，减低了投资。

    （5）反应过程中的废物极少，大大简化了废物的处理及减轻了对环境的污染。

3.1.2主要实验药品

    邻苯二甲酸酐，辛醇均为国产分析纯；乙醇、无水碳酸钠、盐酸均为国产化学纯；酚酞、甲基橙为指示剂。

    3.2目标产物的合成

    3.2.1酯化

    在250ml干燥的圆底烧瓶中加入12.0g苯酐，0.6g酸性树脂，26.4g异辛醇，用搅拌器搅拌均匀。加装水分离器，回流冷凝装置，减压装置。用油浴加热到所需温度，开始酯化反应，并随时分出酯化反应生成的水。酯化完后过滤，即得粗产品DOP。

    3.2.2中和除单酯

    往粗产品中加入饱和碳酸钠溶液至pH值为7-8，再加入50ml80℃左右的热水洗涤2次。分离后将粗酯倒入烧瓶中。

    3.2.3精制分馏

    加热，减压蒸馏出水和未反应的异辛醇，温度控制在130℃-140℃。为提高纯度可多次反复蒸馏。

    4实验结果与讨论

    因该酯化反应为可逆反应，影响平衡移动的因素有：酐醇比、反应时间、反应温度、催化剂用量，系统真空度不同时反应温度也相应改变，所需时间也随之变化，因此实验采用正交实验法，固定系统真空度，酐醇比、反应时间、反应温度、催化剂用量作为四个因素，选用L9（34）正交表进行实验，具体因素与水平见表1。按表头设计安排实验，所得结果及计算见表2。

实验结果与讨论

  以目标产物收率为指标，考察A、B、C、D四因素对反应的影响。由表2和图1可知：以产率为试验考察目标时，通过正交实验得出的合理工艺条件为：酐醇比：12∶28.2；反应时间为4h；油浴温度为155℃；催化剂用量为0.4g。

    因为反应时间与反应温度之间存在交互影响，根据正交实验结果，选用{zj0}组合进行单因素寻优，寻优实验结果见表3。从外观看，所得产品为无色无味透明液体；另一方面酯含量是DOP分等分级的主要依据，检测寻优后的实验结果见表4，DOP产品质量指标见表5，从中可以看出，该工艺的产品质量指标均符合要求，等级可达优级品。

反应时间与反应温度之间存在交互影响

    表3表明，正交实验结果分析得出的结论是正确可行的，单因素寻优后反应收率达80.91%。

    5结论

    由以上研究结果可得出，在DOP的合成中，xx可以在减压条件下用酸性树脂代替硫酸作催化剂，且催化剂酸性树脂可回收再利用，有着巨大的环境和意义。{zj0}合成工艺条件为：苯酐∶异辛醇=1∶2.1（w），催化剂用量0.1%（w%），反应温度145℃，反应时间为6小时，收率可达80.91%。