138-22-7 / 乳酸丁酯的制備

背景及概述^[1][2]

實用精細化工辭典乳酸丁酯又稱2-羥基丙酸丁酯。無色至白色液體。有奶油樣香氣。有甜味。根據(jù)乳酸的結(jié)構(gòu)，本品有3種旋光異構(gòu)體。相對分子質(zhì)量 146.18。d-體：相對密度0.9744(27.6℃)。沸點77℃ (1.333×10³Pa)。比旋光度+13.63°(27.3℃)。l-體：相對密度0.9840。熔點-28℃。沸點 185～187℃、70～73℃(1.333×10³Pa～1.466× 10³Pa)。折射率1.4210。閃點69℃。比旋光度-12℃。dl-體：相對密度0.9807(22℃)。熔點-49℃。沸點185℃、83℃(1.733×10³Pa)。折射率1.4217。市售品：相對密度0.9804。熔點-28℃。沸點188℃、83℃(1.733×10³Pa)。折射率1.4217。閃點69℃。比旋光度0°(24℃)。微溶于水，溶于 乙醇、乙醚。蒸氣壓53.3Pa(20℃)。有刺激性。大鼠皮下注射LD₅₀12000mg/kg。

結(jié)構(gòu)^[1-3]

香料，是我國GB2760—1996規(guī)定允 許使用的食用香料，配制乳制品、干酪、奶油制 品用香精;亦用作高沸點溶劑，用于天然樹脂、 合成樹脂、油漆、油墨、粘合劑、干洗液。其應(yīng)用舉例如下：

用于制備一種有機復(fù)合型燃油添加劑，其原料按體積份包括：柴油20-50份，乳酸丁酯10-20份，石腦油20-40份，松節(jié)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，硬脂酸鈰1-3份，環(huán)烷酸鈰1-2.5份，丙酮10-30份，丁酮1-6份，乙醇5-15份，甲醇20-40份，異丙醇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。

用于制備機械性能增強的全降解塑料薄膜，由下列重量份的原料制備制成：聚乳酸80?85、漢麻纖維25?30、硅烷偶聯(lián)劑kh?550?0.8?1、玉米淀粉20?25、甘油1214、環(huán)氧氯丙烷1.62、1mol/L的氫氧化鈉溶液適量、1mol/L的鹽酸適量、蒸餾水適量、環(huán)氧大豆油11.5、天然膠乳57、乳酸丁酯23、竹纖維35；本發(fā)明制成的全降解塑料薄膜，具有良好的韌性以及機械性能，在自然條件下容易降解，安全環(huán)保，工藝創(chuàng)新且便于工業(yè)化控制，具有廣泛的用途，如作為食品、日用品包裝物等，安全環(huán)保，可完全生物降解，且速度快。

乳酸丁酯用于制備一種豬飼料用香精，是以牛奶為主香劑，以香草醛、檸檬油酪酸、乳酸丁酯、肉桂醛、己酸烯丙酯、大蔥油、丙二醇為助香劑，以乙基香蘭素為定香劑，以低檔次植物油為溶劑配制而成，該產(chǎn)品的用途是作為配制豬飼料的添加劑。該香精是一種用途最廣泛的豬飼料油溶性液體香精，在豬飼料中添加適當?shù)南憔苊黠@增加豬的采食量，加速增重，降低料肉比，因此，科學(xué)地調(diào)配豬飼料香精，對于提高豬飼料質(zhì)量，促進養(yǎng)豬業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。

制備 ^[4-5]

方法1：一種高純度食品標準品乳酸丁酯的制備方法，包括以下步驟：

⑴萃取洗滌：將工業(yè)乳酸丁酯用飽和的碳酸鉀溶液洗滌2-5次；

⑵清洗：用飽和氯化鈉溶液洗滌2-5次，過程中加入，是一種復(fù)配的無機鹽 混合物；

⑶干燥，加入無水硫酸鈉，不斷攪拌，放置12小時；

⑷過濾：過濾除去干燥劑無水硫酸鈉；

⑸精餾：濾液減壓脫水精餾，接40-50℃/10-20mmHg餾份；

⑹二次精餾：濾液減壓成品精餾，將上述減壓脫水精餾后的釜底液鼓入干燥 空氣，接82-86℃/10-12mmHg正餾份，含量≥99.8%；

⑺減壓精餾：前后餾份合并，再次減壓精餾，收接82-86℃/10-20mmHg餾份，含量≥99%。

方法2：乳酸丁酯的制備方法包括以下步驟：

步驟1：在燒瓶中，將乳酸、丁醇、甲苯及催化劑按一定比例加入，接分水器，加熱回流反應(yīng)一定時間后，減壓將甲苯和丁醇蒸除回收再用，蒸完后將反應(yīng)體系降至常溫，催化劑過濾除去，即得到乳酸丁酯。其中，反應(yīng)所需原料用量為丁醇用量為乳酸摩爾量的1.1～2倍，甲苯用量為乳酸質(zhì)量的2～4倍，催化劑用量為乳酸質(zhì)量的0.05～0.20倍；加熱回流時間為4～8小時。其中的催化劑為活性白土負載型催化劑，其制備方法為，將一定量的活性白土浸漬于一定量的5～30％的硫酸中，并在常溫下攪拌一段時間后，將活性白土過濾出，放在烘箱中于80～120℃下烘干2～6小時后，將其取出放置在干燥器中待用。在制備催化劑過程中，硫酸用量為活性白土質(zhì)量的2～5倍，常溫攪拌時間為8～20小時。

方法3：非均相催化合成乳酸丁酯，包括以下兩個步驟：

1）催化劑的制備：將硅膠用蒸餾水洗三次，干燥后按每1g硅膠加入2ml鹽酸溶液的比例將硅膠用2mol/Ｌ的鹽酸攪拌下浸泡2h，抽濾，水洗至無氯離子，110℃烘干2h；按Ga2O3負載量為20％稱取一定量的Ga2（SO4）3溶于水，按一定比例加入預(yù)處理過的硅膠，攪拌下滴加氨水，調(diào)節(jié)溶液pH為9-10放入冰箱冷藏隔夜陳化，攪拌蒸濃，110℃烘干2h，500℃焙燒2h，得催化劑Ga2O3/AiO2．一定量的Ga2（SO4）3溶于水，邊攪拌邊滴加氨水，有白色沉淀生成，調(diào)節(jié)ｐＨ 為９～10，抽濾，110℃烘干2ｈ，５0℃焙燒2ｈ，得Ga2O3，預(yù)處理過的硅膠５00℃焙燒2ｈ．

步驟2：乳酸丁酯的合成

在裝有分水器、溫度計、回流冷凝管的三口燒瓶中，加入乳酸0．2mol、一定量的正丁醇、環(huán)己烷和催化劑，分水器中加滿環(huán)己烷，開動電磁攪拌，加熱回流反應(yīng)，至出現(xiàn)回流冷凝液時開始計時．反應(yīng)一段時間，冷卻、靜置，反應(yīng)液用５％的NaOH 溶液中和，蒸餾水洗滌至中性，減壓蒸餾，收集真空度為0．0８５MPa下125℃的餾分為乳酸丁酯．根據(jù)GB11668-81《增塑劑值的測定（一）》方法用KOH乙醇溶液測定反應(yīng)前后體系的酸值，按該式計算酯化率：酯化率＝ ｛（反應(yīng)前酸值－反應(yīng)后酸值）/反應(yīng)前酸值｝×100％．適宜反應(yīng)條件為：乳酸0.2mol，n（正丁醇）∶n（乳酸）＝1:4、催化劑0.75g、回流反應(yīng)時間50min；相應(yīng)的酯化率達97.37％．

主要參考資料

[1] CN201511012751.6一種有機復(fù)合型燃油添加劑

[2] CN201610114677.7一種機械性能增強的全降解塑料薄膜及其制備方法

[3] CN201110036123.7一種豬飼料用香精的配制方法

[4] CN201310755153.2一種高純度食品標準品乳酸丁酯的制備方法

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