1.8 雙季戊四醇

一、概述

雙季戊四醇（dipentaerythritol，以下簡稱DPE），是季戊四醇的醚化合物。分子式：C10H22O7。分子量：254.28。CAS號：126-58-9，為一種四元新戊醇，即由5個碳原子組成的一種高級多元醇，4個甲醇分子環繞著中央的1個碳原子對稱地排布，為白色八角形粉末狀晶體。密度1.399g/cm3，沸點276℃（104Pa），折射率1.54～1.56。雙季戊四醇在空氣中很穩定，不易吸水。略有甜味，基本無毒。

二、生產技術

生產實例一：甲醛、乙醛堿催化縮合法

甲醛、乙醛在堿的作用下生成PE, DPE是該反應的副產物之一，其工藝路線為：在有預制溶液的反應器內分別緩慢同時滴加堿性試劑和乙醛水溶液，以防止乙醛的自身縮合，堿性試劑的加入量是乙醛的1.1～1.5倍（摩爾比），可以連續添加，也可以間斷式。

季戊四醇生產中的主要副產物多縮季戊四醇中以二季戊四醇最重要，可由分步結晶的方法在季戊四醇生產中分離和回收。

例如，將HCHO水溶液和丙烯醛水溶液同時加入含有MeCHO水溶液和NaOH水溶液的混合液中，在30℃下反應1h，接著滴加HCHO水溶液，在30℃繼續反應2h；所得反應混合液在40℃陳化3h，制成21%的二聚季戊四醇產品液（按MeCHO用量計），傳統方法將NaOH水溶液和MeCHO水溶液滴加進HCHO溶液中進行反應，只得到5.2%二聚季戊四醇產品。

生產實例二：季戊四醇與尿素縮合法

季戊四醇與尿素反應，可制得二季戊四醇。例如將1mol季戊四醇與1mol尿素在190℃進行加熱反應，得到的反應液中含有7.9%的二季戊四醇、3.1%的三季戊四醇和1%的二氧乙烷衍生物。

在容積300mL的圓底燒瓶中，裝入40%乙醛水溶液27.6g和20%氫氧化鈉水溶液100g，不斷攪拌并保持溫度30℃，同時用1h連續滴入35%甲醛水溶液43g和丙烯醛14g。然后，在同一溫度下用2h滴入35%甲醛水溶液86g。滴畢，在溫度40℃熟化3h，之后用80%甲酸水溶液中和反應液。減壓濃縮，使反應液量變成126g，濾出濃縮后析出的結晶。減壓干燥，得結晶產物32g，二季戊四醇收率為21%。

三、應用技術

增塑劑在塑料及薄膜中的應用

季戊四醇的酯化反應在200～230℃下進行，反應器應配置由反應混合物的底部向上翻動的攪拌器。采用過量的醇為除去反應生成的水，可以采用高沸點烴類，例如三異丙基苯進行共沸蒸餾來代替減壓操作。環烷酸鈣是被推薦的催化劑。

為避免過度地熱稠厚化，最高反應溫度為234℃，醇過量，并通入惰性氣體來氣提除去水分。

鉛、鎳和鋅合金對于多元醇的酯化反應，具有良好的催化作用。在195℃并采用鉛-鎳-鋅（50∶30∶20）合金為催化劑的情況下，經蒸餾的飽和及不飽和油皂角脂肪酸能與甘油及三羥甲基丙烷混合物在1.5～2h之后完全地酯化。

用季戊四醇、山梨醇、失水山梨醇及衍生物、聚甘油、蔗糖、甘露醇和淀粉等多元醇與脂肪酸均可酯化生成多元醇脂肪酸酯。

酯化通常可供選擇的催化劑有堿性催化劑、酸性催化劑、鹽類催化劑等。首先考慮催化劑是否易于除去或在不除去時對產品會不會造成影響，進而決定采用固體催化劑做試驗。可供選擇的固體催化劑還有硫酸氫鈉、對甲苯磺酸、雜多酸、強酸性分子篩、某些金屬粉末（如錳、鐵、錫、鋅）等，考慮價格、使用方便與否、反應完成后是否容易除去等。現有雙季戊四醇酯等多元醇酯合成存在的難點是產物和反應物在高溫條件下容易碳化，產品顏色較深，這樣直接影響產品的各種性能。因此關于多元醇酯的合成研究，目前多著重于催化劑選擇方面。固體超強酸是一種新型催化劑，具有穩定性好、催化活性高、反應選擇性好，對設備無腐蝕、耐水、耐熱且反應過程不產生廢水等優點，是具有廣闊發展前景的環境友好型催化劑。

應用實例：不同酯化度的硬脂酸季戊四醇酯的合成

在裝有攪拌器、溫度計、導氣管和冷凝管的500mL四口燒瓶中加入設定質量的雙季戊四醇和硬脂酸，并加入反應物總質量5%的二甲苯作為回流助劑。在氮氣的保護和（200±5）℃的反應條件下進行酯化反應。通過測定酸值和出水量判斷反應終點。反應結束后，減壓蒸去二甲苯，并用活性白土脫色，過濾得微黃色固體，記為PET-SEt。改變季戊四醇和硬脂酸投料比，得到兩組微黃色固體。