草酸二丁酯的改进合成法

简介

草酸二丁酯，又名乙二醇二丁酯(C10H18O4)，英文名Dibutyl Oxalate，简称DBO。草酸二丁酯常温常压下是一种无色油状有一定刺激味的液体，常温下其化学性质不是很稳定，微溶于水，遇到水可水解为草酸，可溶于甲醇、乙醇、醚，与丙酮可互溶。可以用作硝基纤维素的增塑剂、耐温尼龙的制备、新型柴油十六烷值的改进剂。

传统的草酸二丁酯的制备通常采用无机酸(如硫酸氢钠等)和固体酸等为催化剂，但由于无机酸具有强腐蚀性且后处理较为繁琐，极易腐蚀设备，使得生产成本大大增加，因此不利于工业化生产。草酸二丁酯的制备方法有：通过硫酸氢钾、六水三氯化铁、固载三氯化铝、五水四氯化锡、硫酸铜等的催化使草酸同醇发生酯化；或者在PdCl2-CuCl氧化还原催化体系中，一氧化碳、醇与氧气可通过氧化羰基化反应直接合成草酸二烷基酯来制备；或者用酯交换法制备草酸酯。

合成方法

投料:：在100 mL三颈瓶中依次加入4.50g(0.05mol)草酸、18.30mL(0.20mol)正丁醇和1.05mL(0.01mol)环己烷，再加三颗沸石。用烧瓶夹将三颈瓶固定在铁架台及电炉之上，在中间瓶口连接事先放出2.00mL水的分水器及球形冷凝管，在右侧瓶口插入温度计并使温度计水银球没入液面以下；

回流反应：加热，固体逐渐溶解，溶液变浑浊。继续升温至溶液沸腾并回流，此时温度稳定在115℃，待分水器全部被水充满后继续回流30min，即可停止反应；

后处理：移去热源，待温度降至50°C左右时将反应液缓慢转移至烧杯中，边搅拌边加入饱和碳酸钠溶液直至无气体产生且pH为中性，然后将溶液转移至分液漏斗中用10mL水洗涤，弃去下层废液并将上层油状液体转移至锥形瓶中，用无水硫酸镁干燥20min后用短颈漏斗快速滤入25mL圆底烧瓶中。

蒸馏：连接蒸馏装置，蒸馏收集240-244°C的馏分。得草酸二丁酯为无色透明油状液体，称重并计算产率。产量4-5g。

参考文献

[1]严超. 酯交换法制备草酸二丁酯[D]. 天津:天津大学,2018. DOI:10.7666/d.D01679329.