1.8 双季戊四醇

一、概述

双季戊四醇（dipentaerythritol，以下简称DPE），是季戊四醇的醚化合物。分子式：C10H22O7。分子量：254.28。CAS号：126-58-9，为一种四元新戊醇，即由5个碳原子组成的一种高级多元醇，4个甲醇分子环绕着中央的1个碳原子对称地排布，为白色八角形粉末状晶体。密度1.399g/cm3，沸点276℃（104Pa），折射率1.54～1.56。双季戊四醇在空气中很稳定，不易吸水。略有甜味，基本无毒。

二、生产技术

生产实例一：甲醛、乙醛碱催化缩合法

甲醛、乙醛在碱的作用下生成PE, DPE是该反应的副产物之一，其工艺路线为：在有预制溶液的反应器内分别缓慢同时滴加碱性试剂和乙醛水溶液，以防止乙醛的自身缩合，碱性试剂的加入量是乙醛的1.1～1.5倍（摩尔比），可以连续添加，也可以间断式。

季戊四醇生产中的主要副产物多缩季戊四醇中以二季戊四醇最重要，可由分步结晶的方法在季戊四醇生产中分离和回收。

例如，将HCHO水溶液和丙烯醛水溶液同时加入含有MeCHO水溶液和NaOH水溶液的混合液中，在30℃下反应1h，接着滴加HCHO水溶液，在30℃继续反应2h；所得反应混合液在40℃陈化3h，制成21%的二聚季戊四醇产品液（按MeCHO用量计），传统方法将NaOH水溶液和MeCHO水溶液滴加进HCHO溶液中进行反应，只得到5.2%二聚季戊四醇产品。

生产实例二：季戊四醇与尿素缩合法

季戊四醇与尿素反应，可制得二季戊四醇。例如将1mol季戊四醇与1mol尿素在190℃进行加热反应，得到的反应液中含有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。

在容积300mL的圆底烧瓶中，装入40%乙醛水溶液27.6g和20%氢氧化钠水溶液100g，不断搅拌并保持温度30℃，同时用1h连续滴入35%甲醛水溶液43g和丙烯醛14g。然后，在同一温度下用2h滴入35%甲醛水溶液86g。滴毕，在温度40℃熟化3h，之后用80%甲酸水溶液中和反应液。减压浓缩，使反应液量变成126g，滤出浓缩后析出的结晶。减压干燥，得结晶产物32g，二季戊四醇收率为21%。

三、应用技术

增塑剂在塑料及薄膜中的应用

季戊四醇的酯化反应在200～230℃下进行，反应器应配置由反应混合物的底部向上翻动的搅拌器。采用过量的醇为除去反应生成的水，可以采用高沸点烃类，例如三异丙基苯进行共沸蒸馏来代替减压操作。环烷酸钙是被推荐的催化剂。

为避免过度地热稠厚化，最高反应温度为234℃，醇过量，并通入惰性气体来气提除去水分。

铅、镍和锌合金对于多元醇的酯化反应，具有良好的催化作用。在195℃并采用铅-镍-锌（50∶30∶20）合金为催化剂的情况下，经蒸馏的饱和及不饱和油皂角脂肪酸能与甘油及三羟甲基丙烷混合物在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与脂肪酸均可酯化生成多元醇脂肪酸酯。

酯化通常可供选择的催化剂有碱性催化剂、酸性催化剂、盐类催化剂等。首先考虑催化剂是否易于除去或在不除去时对产品会不会造成影响，进而决定采用固体催化剂做试验。可供选择的固体催化剂还有硫酸氢钠、对甲苯磺酸、杂多酸、强酸性分子筛、某些金属粉末（如锰、铁、锡、锌）等，考虑价格、使用方便与否、反应完成后是否容易除去等。现有双季戊四醇酯等多元醇酯合成存在的难点是产物和反应物在高温条件下容易碳化，产品颜色较深，这样直接影响产品的各种性能。因此关于多元醇酯的合成研究，目前多着重于催化剂选择方面。固体超强酸是一种新型催化剂，具有稳定性好、催化活性高、反应选择性好，对设备无腐蚀、耐水、耐热且反应过程不产生废水等优点，是具有广阔发展前景的环境友好型催化剂。

应用实例：不同酯化度的硬脂酸季戊四醇酯的合成

在装有搅拌器、温度计、导气管和冷凝管的500mL四口烧瓶中加入设定质量的双季戊四醇和硬脂酸，并加入反应物总质量5%的二甲苯作为回流助剂。在氮气的保护和（200±5）℃的反应条件下进行酯化反应。通过测定酸值和出水量判断反应终点。反应结束后，减压蒸去二甲苯，并用活性白土脱色，过滤得微黄色固体，记为PET-SEt。改变季戊四醇和硬脂酸投料比，得到两组微黄色固体。