丙烯酸正丁酯的制备方法和使用注意

背景及概述^[1-2]

丙烯酸正丁酯应用广泛，其共聚物在合成纤维、合成橡胶、合成树脂以及用作有机合成中间体、粘合剂、乳化剂、涂料、造纸、纺织等工业有着广泛的用途。丙烯酸正丁酯属于软单体，可与多种硬单体如甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯腈、乙酸乙烯等，及官能性单体如（甲基）丙烯酸羟乙酯、羟丙酯、缩水甘油酯、（甲基）丙烯酰胺及基衍生物等进行共聚、交联、接枝等，合成200~700多种丙烯酸类树脂产品（主要是乳液型，溶剂型及水溶型的），可广泛用作涂料、胶粘剂、腈纶纤维改性、塑料改性、纤维及织物加工、纸张处理剂、皮革加工以及丙烯酸类橡胶等许多方面。

危险情况^[1]

(1)本品有中等毒性，对眼、皮肤和呼吸器官有刺激作用。(2)易燃，燃点292.7℃，有中等燃烧危险，蒸气能与空气形成爆炸性混合物，爆炸极限为1.5～9.9%。温度升高时(如在火灾中)，会发生聚合作用，如在容器内发生，可使容器急剧破裂。因此，通常本品均须加阻聚剂，防止发生聚合。空气中的容许浓度美国为10ppm(55mg/m³)。

用途^[2]

丙烯酸正丁酯是一种重要的高分子烯类单体，作为软单体可以和各种硬单体及官能性单体制成数百种丙烯酸类树脂产品，后者广泛用于涂料、胶黏剂、腈纶纤维改性剂、树脂改性剂、纤维及织物加工、皮革加工、丙烯酸类橡胶合成等领域。

有害影响和中毒症状^[1]

蒸气与液体能刺激眼、皮肤和呼吸系统。动物实验发现，被污染而未冲洗的兔眼发生角膜坏死；在1000ppm暴露4h的6只大鼠中的5只被致死；然而，暴露于7000ppm中30min的大鼠却还活着。对大鼠经口最低致死量为3.5mL/kg体重。由吸入以及对皮肤和眼引起的毒性反应与丙烯酸甲酯所引起的相类似。

贮存^[1]

用玻璃瓶或金属罐盛装，外加纤维箱或木箱保护，也可用镀锌铁桶盛装。使用露天或附建仓库在户外存放，室内须放在标准的易燃液体专库内。库温不得超过37.8℃，如有可能超过此温度，须加入0.01%阻聚剂(如对苯二酚为40～60ppm)，以防聚合。与氧化剂隔开。

灭火措施^[1]

如发生火灾，用干粉灭火剂、泡沫或CO₂灭火；在大规模或炽烈的火灾中，灭火应在安全地点进行。须用水使处在火中的容器冷却。如渗漏或溢漏物尚未点燃，可用雾状水驱散其蒸气，将渗漏物冲离火场。必要时，可用雾状水保护制止渗漏的操作人员。本品蒸气是活性的，能在通风口或阻火器口形成聚合物，造成孔口堵塞。

制备^[3]

1、间歇法制备粗丙烯酸正丁酯

在装有电动搅拌器、温度计的三口烧瓶中，依次加入已称量的丙烯酸、正丁醇、催化剂和阻聚剂(对苯二酚)。为破坏酯化的平衡反应，使反应向着酯化反应方向进行，需要不断将反应体系中生成的水移出。为此在三口烧瓶上还要安装分水器，并在分水器的上端安装回流冷凝器，以便使水带出的正丁醇不断自动回流到反应体系中。安装完毕，加热升温同时搅拌，当温度达到98℃时开始有水分出，在反应过程中，温度不断上升，当温度升至140℃后，反应8h。酯化反应完成后，再继续升温进行脱醇。得到粗丙烯酸正丁酯。

2、连续法制备丙烯酸正丁酯

在装有电动搅拌器、温度计、回流冷凝器的四口烧瓶中依次加入称量的丙烯酸、粗丙烯酸正丁酯、催化剂和阻聚剂(对苯二酚)，混合均匀后加入烧瓶中。升高温度至110℃后，用滴定管加入称量好的丙烯酸、正丁醇混合物。温度不断上升，当温度升至130℃和粗酯酸度＜1%时，则脱水结束。酯化反应完成后，再继续升温进行脱醇。当反应达到一定程度后停止加热，反应液冷却、过滤，回收催化剂，用碱滴定反应液酸值，计算转化率。用适量碱中和未反应的酸，然后水洗，无水硫酸镁干燥。减压蒸馏得目标产物。

主要参考资料

[1]常见有毒和危险化学品手册

[2]崔晓燕,郑佳,沈健,王雷.铌酸催化合成丙烯酸正丁酯[J].石化技术与应用,2010,28(06):481-483.

[3]陈永军,曹传海,卿宁,侯发秋.丙烯酸正丁酯的连续减压精馏新工艺研究[J].现代化工,2013,33(10):83-85+87.