癸二酸的制备及应用发展趋势

摘要：癸二酸是一种具有非常广泛用途的重要化工原料。本文介绍了近些年来蓖麻油裂解制备癸二酸的工艺研究情况并指出了癸二酸生产努力的方向。

关键词：癸二酸  制备  应用

癸二酸为无色单斜棱柱体、片状或小叶状结晶，工业品为白色粉末或颗粒;易溶于醇类、醚类、酮类等有机溶剂，微溶于水和乙醚，难溶于苯、石油醚、四氯化碳。

纯品为白色鳞片状结晶，工业品略带浅黄色，熔点134.5℃，主要是通过以蓖麻油为原料而制得的。癸二酸具有非常广泛的用途，主要用来制备癸二酸的酯类，如癸二酸二辛酯可用作橡胶的耐寒增塑剂，也可以用来制备尼龙-610、尼龙-1010、橡胶软化剂、合成航空航天润滑油、润滑油添加剂、表面活性剂、环氧树脂固化剂聚癸二酸酐、工程塑料、火箭推进剂以及香料、涂料、化妆品等。在我国，癸二酸主要用来合成癸二酸二酯系列低温增塑剂产品，近年来在润滑油、光稳定剂等有机合成方面的报导也呈上升的趋势。本文将对近些年癸二酸的制备及应用做如下综述。

1 癸二酸的制备

癸二酸传统的生产方法主要是采用蓖麻油催化水解或加碱皂化生成蓖麻油酸，然后再以苯酚或甲酚作稀释剂于260-280℃加碱裂解，经酸化等纯化处理后得到。工业上普遍采用蓖麻油为原料生产癸二酸，有裂解法、合成法以及水解法等。

温琰等[1]通过间歇工艺实验和多种创新方法研究了蓖麻油制癸二酸裂解反應。发现了关于水、连串反应、催化、第二反应平衡和制约癸二酸收率等方面的反应特征。

王彦雄等[2]以对环境友好、安全无毒的液体石蜡作为稀释剂，同时筛选了对环境友好的催化剂，开发了清洁制备癸二酸，生产工艺，研究发现，采用氧化铁作催化剂可取得良好的裂解反应效果。

王文举等[3]研究了传统蓖麻油裂解制备癸二酸的工艺流程，分析产生大量含盐含酚废水的原因。提出采用一步酸化法制备癸二酸的新工艺流程，考察了水用量对癸二酸收率的影响。

陈庆[4]采用蓖麻油催化裂解清洁工艺制备癸二酸，在反应过程中选择Fe2O3作为催化剂和相对清洁的液体石蜡作为稀释剂，提高了产品质量，减少了对环境的污染。

2 癸二酸的应用

2.1 增塑剂

癸二酸二酯系列产品多数都在塑料工业以及合成橡胶工业上用作低温增塑剂，主要有癸二酸二甲酯、癸二酸二丁酯、癸二酸二辛酯、癸二酸二丁氧基乙酯等产品。

高纯癸二酸二甲酯（DMS）主要应用于航空、航天高级的耐寒增塑剂和耐寒润滑脂等领域;可作为纤维素树脂、乙烯树脂和合成橡胶的增塑剂、软化剂和溶剂;被广泛用作生产光稳定剂等的原料;也可用作有机合成的中间体。王恩等[5]研究了高纯癸二酸二甲酯的生产技术，对精馏时的温度、压力等参数以及设备结构展开了研究，确定了工艺技术指标。

癸二酸二丁酯（DBS）是一种耐寒的环保增塑剂，常用于食用香料、食品包装材料、气相色谱固定液中，能使塑料制品具有优良的低温性和耐油性。杨小敏等[6]以稀土固体酸S2O2-8/ZrO2-La2O3为催化剂，癸二酸和正丁醇为原料合成了癸二酸二丁酯。

癸二酸二辛酯（DOS）为淡草黄色液体，用作良好的低温增塑剂，也可作为喷气发动机的润滑油进行使用，也用于通讯、石油工业等。王诗路等[7]采用三种固定化脂肪酶LipozymeTLIM，LipozymeRMIM和Novozym435，在溶剂中，以癸二酸和2-乙基己醇为原料合成了癸二酸二辛酯。

癸二酸二丁氧基乙酯（DBES）为环保耐寒增塑剂，具有性能优良、耐冲击性能好、塑化效率高及黏度性能好等优点，逐渐得到人们的喜爱。王筠翔等[8]以癸二酸和乙二醇单丁醚为原料，用HZSM-5分子筛催化合成了癸二酸二丁氧基乙酯。

癸二酸月桂醇酯属于脂肪族二元酸酯类增塑剂，可以用作辅助增塑剂使用。王淑敏[9]以氯化亚锡作为催化剂，以癸二酸与月桂醇为原料合成了癸二酸月桂醇酯。

2.2 有机产品

癸二腈是药物、染料等有机合成的中间体，是合成癸二胺的重要化工中间体，是制备纤维、薄膜、塑料单体的重要中间体，同时还可用作溶剂、增塑剂等。潘宇等[10]以癸二酸和氨气为原料，一步法合成了癸二腈。

10-羟基癸酸是化妆品、医药产品和保健品行业的重要原料和中间体，可直接添加在化妆品中作为皮脂分泌抑制剂，10-羟基癸酸也是高效抗氧化剂和制取蜂王浆中抗菌、抗癌和抗辐射的有效成分蜂王酸的重要原料。郭祥祥等[11]研究了以Ru-Sn/MC为催化剂，癸二酸为液相催化加氢合成了10-羟基癸酸。

2.3 聚合物

由于聚酯增塑剂分子量很大，同时在加工过程中挥发度低，不易被水、油和溶剂等抽出，并且迁移性很小，能耐很高的温度，能使制品长期保持很好的质量和使用寿命，与单体增塑剂相比具有许多优越性，因此被称作耐久性增塑剂。聚酯增塑剂尤其适用于钢材、木材、织物和聚氯乙烯地板砖表面的涂饰，以增强其耐污染、耐磨损、耐溶剂、耐水抽出和防止吸水而膨胀等性能。

贾普友等[12]以癸二酸，1，2-丙二醇，2-甲基-1，3-丙二醇为原料，以钛酸四正丁酯为催化剂，分别经酯化、缩合过程合成了聚癸二酸丙二醇酯系列聚酯增塑剂。

王志强等[13]以癸二酸与1，2-丙二醇为原料合成了癸二酸聚酯二元醇，然后与柠檬酸熔融缩聚制备了一种可降解弹性体聚癸二酸丙二醇柠檬酸酯（PPSC）。

王树清等[14]以活性炭负载四丁基钛酸酯作催化剂，癸二酸二甲酯、2，2，6，6-四甲基-4-羟基哌啶为原料合成癸二酸二（2，2，6，6-四甲基-4-羟基哌啶）酯。

蔡艳华等[15]以癸二酸为原料，先经过酰化反应得到癸二酰氯，再与苯甲酰肼反应合成得到聚L-乳酸新型成核剂-癸二酸二苯甲酰肼。

3 结语

癸二酸作为一种重要的化工原料以及我国的优势出口产品，以癸二酸为原料制取的化工材料制备工艺需要坚持不懈的努力，从减少原材料、能源消耗，减少环境污染，降低生产成本，研究出操作简单、工艺路线短的制备工艺，朝着绿色经济环保和可生物降解等方面进展，满足高效耐用的要求。

参考文献：

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[3]王文举，赵晓波，张哲宇.一步酸化法制备癸二酸的新工艺[J].东北师大学报（自然科学版），2013，45（3）：97-100.

[4]陈庆.LSC-500螯合树脂吸附癸二酸中铁离子的探索研究[J].西北大学，2013.

[5]王恩，许广秀.高纯癸二酸二甲酯生产技术研究[J].内蒙古民族大学学报（自然科学版），2012，27（4）：420-422.

[6]杨小敏，刘建平，吴丽丽，等.稀土固体酸S2O2-8/ZrO2-La2O3催化合成癸二酸二丁酯[J].精细石油化工，2014，31（5）：30-34.

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[8]王诗路，赵国明，刘辉，等.固定化脂肪酶催化合成癸二酸二（2-乙基己基）酯[J].化学反应工程与工艺，2012，28（4）：420-422.

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[15]蔡艳华，范寅清，颜世峰，等.聚L-乳酸结晶成核剂癸二酸二苯甲酰肼的合成及性能[J].高分子材料科学与工程2011，27（12）：28-31.

基金项目：

徐州工业职业技术学院科技基金资助（立项号：XGY201422）。

作者简介：

李敢（1976-），男，硕士，高级工程师，从事十余年有机产品的合成生产与研究，研发方向：特种助剂，药物中间体，功能高分子材料等。