乳酸丁酯的制备

背景及概述^[1][2]

实用精细化工辞典乳酸丁酯又称2-羟基丙酸丁酯。无色至白色液体。有奶油样香气。有甜味。根据乳酸的结构，本品有3种旋光异构体。相对分子质量 146.18。d-体：相对密度0.9744(27.6℃)。沸点77℃ (1.333×10³Pa)。比旋光度+13.63°(27.3℃)。l-体：相对密度0.9840。熔点-28℃。沸点 185～187℃、70～73℃(1.333×10³Pa～1.466× 10³Pa)。折射率1.4210。闪点69℃。比旋光度-12℃。dl-体：相对密度0.9807(22℃)。熔点-49℃。沸点185℃、83℃(1.733×10³Pa)。折射率1.4217。市售品：相对密度0.9804。熔点-28℃。沸点188℃、83℃(1.733×10³Pa)。折射率1.4217。闪点69℃。比旋光度0°(24℃)。微溶于水，溶于 乙醇、乙醚。蒸气压53.3Pa(20℃)。有刺激性。大鼠皮下注射LD₅₀12000mg/kg。

结构^[1-3]

香料，是我国GB2760—1996规定允 许使用的食用香料，配制乳制品、干酪、奶油制 品用香精;亦用作高沸点溶剂，用于天然树脂、 合成树脂、油漆、油墨、粘合剂、干洗液。其应用举例如下：

用于制备一种有机复合型燃油添加剂，其原料按体积份包括：柴油20-50份，乳酸丁酯10-20份，石脑油20-40份，松节油2-15份，石油醚20-40份，二甲基乙酰胺10-20份，乙酸乙酯1-10份，硬脂酸铈1-3份，环烷酸铈1-2.5份，丙酮10-30份，丁酮1-6份，乙醇5-15份，甲醇20-40份，异丙醇10-20份，二甲醚10-30份，二甲苯10-30份，三甲苯10-30份，1，3-二甲苯10-25份，全氟辛酸磺酰氯1-5份。

用于制备机械性能增强的全降解塑料薄膜，由下列重量份的原料制备制成：聚乳酸80?85、汉麻纤维25?30、硅烷偶联剂kh?550?0.8?1、玉米淀粉20?25、甘油1214、环氧氯丙烷1.62、1mol/L的氢氧化钠溶液适量、1mol/L的盐酸适量、蒸馏水适量、环氧大豆油11.5、天然胶乳57、乳酸丁酯23、竹纤维35；本发明制成的全降解塑料薄膜，具有良好的韧性以及机械性能，在自然条件下容易降解，安全环保，工艺创新且便于工业化控制，具有广泛的用途，如作为食品、日用品包装物等，安全环保，可完全生物降解，且速度快。

乳酸丁酯用于制备一种猪饲料用香精，是以牛奶为主香剂，以香草醛、柠檬油酪酸、乳酸丁酯、肉桂醛、己酸烯丙酯、大葱油、丙二醇为助香剂，以乙基香兰素为定香剂，以低档次植物油为溶剂配制而成，该产品的用途是作为配制猪饲料的添加剂。该香精是一种用途最广泛的猪饲料油溶性液体香精，在猪饲料中添加适当的香精能明显增加猪的采食量，加速增重，降低料肉比，因此，科学地调配猪饲料香精，对于提高猪饲料质量，促进养猪业的发展具有重要的意义。

制备 ^[4-5]

方法1：一种高纯度食品标准品乳酸丁酯的制备方法，包括以下步骤：

⑴萃取洗涤：将工业乳酸丁酯用饱和的碳酸钾溶液洗涤2-5次；

⑵清洗：用饱和氯化钠溶液洗涤2-5次，过程中加入，是一种复配的无机盐 混合物；

⑶干燥，加入无水硫酸钠，不断搅拌，放置12小时；

⑷过滤：过滤除去干燥剂无水硫酸钠；

⑸精馏：滤液减压脱水精馏，接40-50℃/10-20mmHg馏份；

⑹二次精馏：滤液减压成品精馏，将上述减压脱水精馏后的釜底液鼓入干燥 空气，接82-86℃/10-12mmHg正馏份，含量≥99.8%；

⑺减压精馏：前后馏份合并，再次减压精馏，收接82-86℃/10-20mmHg馏份，含量≥99%。

方法2：乳酸丁酯的制备方法包括以下步骤：

步骤1：在烧瓶中，将乳酸、丁醇、甲苯及催化剂按一定比例加入，接分水器，加热回流反应一定时间后，减压将甲苯和丁醇蒸除回收再用，蒸完后将反应体系降至常温，催化剂过滤除去，即得到乳酸丁酯。其中，反应所需原料用量为丁醇用量为乳酸摩尔量的1.1～2倍，甲苯用量为乳酸质量的2～4倍，催化剂用量为乳酸质量的0.05～0.20倍；加热回流时间为4～8小时。其中的催化剂为活性白土负载型催化剂，其制备方法为，将一定量的活性白土浸渍于一定量的5～30％的硫酸中，并在常温下搅拌一段时间后，将活性白土过滤出，放在烘箱中于80～120℃下烘干2～6小时后，将其取出放置在干燥器中待用。在制备催化剂过程中，硫酸用量为活性白土质量的2～5倍，常温搅拌时间为8～20小时。

方法3：非均相催化合成乳酸丁酯，包括以下两个步骤：

1）催化剂的制备：将硅胶用蒸馏水洗三次，干燥后按每1g硅胶加入2ml盐酸溶液的比例将硅胶用2mol/Ｌ的盐酸搅拌下浸泡2h，抽滤，水洗至无氯离子，110℃烘干2h；按Ga2O3负载量为20％称取一定量的Ga2（SO4）3溶于水，按一定比例加入预处理过的硅胶，搅拌下滴加氨水，调节溶液pH为9-10放入冰箱冷藏隔夜陈化，搅拌蒸浓，110℃烘干2h，500℃焙烧2h，得催化剂Ga2O3/AiO2．一定量的Ga2（SO4）3溶于水，边搅拌边滴加氨水，有白色沉淀生成，调节ｐＨ 为９～10，抽滤，110℃烘干2ｈ，５0℃焙烧2ｈ，得Ga2O3，预处理过的硅胶５00℃焙烧2ｈ．

步骤2：乳酸丁酯的合成

在装有分水器、温度计、回流冷凝管的三口烧瓶中，加入乳酸0．2mol、一定量的正丁醇、环己烷和催化剂，分水器中加满环己烷，开动电磁搅拌，加热回流反应，至出现回流冷凝液时开始计时．反应一段时间，冷却、静置，反应液用５％的NaOH 溶液中和，蒸馏水洗涤至中性，减压蒸馏，收集真空度为0．0８５MPa下125℃的馏分为乳酸丁酯．根据GB11668-81《增塑剂值的测定（一）》方法用KOH乙醇溶液测定反应前后体系的酸值，按该式计算酯化率：酯化率＝ ｛（反应前酸值－反应后酸值）/反应前酸值｝×100％．适宜反应条件为：乳酸0.2mol，n（正丁醇）∶n（乳酸）＝1:4、催化剂0.75g、回流反应时间50min；相应的酯化率达97.37％．

主要参考资料

[1] CN201511012751.6一种有机复合型燃油添加剂

[2] CN201610114677.7一种机械性能增强的全降解塑料薄膜及其制备方法

[3] CN201110036123.7一种猪饲料用香精的配制方法

[4] CN201310755153.2 一种高纯度食品标准品乳酸丁酯的制备方法

[5] CN201010575307.6 乳酸丁酯的制备方法乳酸丁酯的非均相催化合成