1,4丁二醇-DBO

1,4丁二醇产品介绍

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1,4 - 丁二醇（1,4-Butanediol，简称 BDO）是一种重要的有机化合物，在化工、材料等领域应用广泛。以下从结构、性质、制备、应用等方面详细介绍：

一、化学组成与结构

1. 化学式：\(C_4H_{10}O_2\)，结构式为 \(HOCH_2CH_2CH_2CH_2OH\)。

2. 结构特点：

• 分子中含两个羟基（\(-OH\)），分别位于碳链两端，属于直链二元醇；

• 碳原子以 sp³ 杂化形成饱和碳链，羟基可形成分子间氢键，决定了其高沸点、易溶于水等性质。

二、物理性质

• 外观：常温下为无色黏稠液体，无味，吸湿性强。

• 熔点：20.1℃，沸点：235℃，闪点：121℃（闭杯）。

• 溶解性：与水、乙醇、丙酮等极性溶剂互溶，微溶于乙醚、苯等非极性溶剂。

• 黏度：黏度较高（25℃时约 60 mPa・s），流动性较差。

三、化学性质

1. 羟基反应：

• 酯化反应：与羧酸或酸酐反应生成酯，如与己二酸反应生成聚己二酸丁二醇酯（PBAT，可降解塑料）；

• 脱水反应：在酸催化下脱水生成四氢呋喃（THF），或分子间脱水生成聚醚；

• 氧化反应：可被氧化为丁二酸、丁内酯等。

2. 成环反应：

• 酸性条件下，羟基脱水闭环生成四氢呋喃（THF），是 THF 的主要工业制备方法之一；

3. 聚合反应：

• 与二元酸（如对苯二甲酸）缩聚生成聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT，工程塑料）；

• 与异氰酸酯反应生成聚氨酯（PU），用于弹性体、涂料等。

四、制备方法

1. 乙炔法（Reppe 法）：

• 原理：乙炔与甲醛在铜催化剂作用下生成 1,4 - 丁炔二醇，再经催化加氢制得 BDO。

• 反应式：\(HC≡CH + 2HCHO \xrightarrow{Cu} HOCH_2C≡CCH_2OH \xrightarrow{H_2} HO(CH_2)_4OH\)

• 特点：工艺成熟，产率高，但乙炔成本高、安全性要求严格。

2. 顺酐加氢法：

• 原理：顺丁烯二酸酐（顺酐）经催化加氢生成丁二酸酐，再进一步加氢生成 BDO。

• 反应式：\(C_4H_2O_3 \xrightarrow{H_2} C_4H_4O_3 \xrightarrow{H_2} HO(CH_2)_4OH\)

• 特点：原料来源广泛（顺酐可由苯或正丁烷氧化制得），是目前主流工艺之一。

3. 丁二烯乙酰氧基化法：

• 原理：丁二烯与乙酸反应生成 1,4 - 二乙酰氧基丁烷，再水解生成 BDO。

• 特点：原料为石化产品，适合大规模生产，但步骤较多。

五、应用领域

1. 工程塑料与纤维：

• PBT（聚对苯二甲酸丁二醇酯）：用于电子电器（连接器、线圈骨架）、汽车零部件（保险杠、轴承）等，因其耐高温、机械强度高；

• 氨纶（聚氨酯弹性纤维）：BDO 与二异氰酸酯聚合生成聚氨酯，用于纺织面料（如运动服、泳衣）。

2. 溶剂与化学品中间体：

• 四氢呋喃（THF）：由 BDO 脱水制得，是重要的有机溶剂和聚四亚甲基醚二醇（PTMEG）原料；

• γ- 丁内酯（GBL）：BDO 氧化或脱氢制得，用于医药、农药中间体（如吡咯烷酮类化合物）。

3. 聚氨酯材料：

• 作为多元醇组分，与异氰酸酯反应生成聚氨酯泡沫（保温材料、家具海绵）、弹性体（鞋底、密封圈）等。

4. 新能源领域：

• 电解液溶剂：用于锂电池电解液（如碳酸酯类溶剂的添加剂）；

• 生物降解材料：与己二酸合成 PBAT，用于可降解塑料袋、地膜。

5. 其他用途：

• 化妆品保湿剂、医药中间体、液压油组分等。

六、安全与储存

1. 安全性：

• 健康危害：口服或皮肤接触有轻微毒性，蒸气对眼睛和呼吸道有刺激性；

• 燃爆风险：可燃，遇明火、高热易燃烧，闪点较高（121℃），属于低燃爆风险物质。

2. 储存条件：

• 密封存放于阴凉、干燥通风处，远离氧化剂、强酸；

• 可用不锈钢或塑料容器储存，避免接触铜、铁等金属（防止氧化）。

七、市场与行业动态

• 产能分布：中国是全球最大 BDO 生产国，产能主要集中在西北（依托煤化工原料），2023 年产能超 300 万吨 / 年；

• 需求驱动：PBT、PTMEG（氨纶原料）和可降解塑料（PBAT）是 BDO 的主要消费领域，随着 “限塑令” 推进，PBAT 需求增长迅速；

• 环保趋势：顺酐加氢法（原料来自石化或生物基）比乙炔法更符合绿色化工方向，生物基 BDO（如通过糖类发酵制备）也在研发中。

总结