学文网摘 要：化工行业的发展给我国的经济带来了很大的促进作用，而居民的日常生活更是与化工行业息息相关。1，4-丁二醇又被称为1，4-二羟基丁烷，在有机合成与精细化工合成中具有重要的作用。另外在医药、纺织、日化用品的制造中，1，4-丁二醇也具有很重要的地位。本文对1，4-丁二醇的生产及应用进行了综合性的阐述，并提出了相应的观点。
关键词：1，4-丁二醇 化工生产 合成
在生产四氢呋喃、聚氨酯树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯等化工原料的过程中，1，4-丁二醇都有着十分重要的作用。与此同时它也是一种良好的中间体，可以被用于药物合成、溶剂合成、增塑剂合成等等[1]。1，4-丁二醇呈链式结构，其主碳链较长，以它为基础的所合成的聚氨酯与聚酯都具有很高的质量。随着全球化工行业的发展，1，4-丁二醇的使用量和使用范围也越来越大，已经成为了一种重要的基础性化工合成原料。
一、1，4-丁二醇的物理性质与化学性质
1，4-丁二醇的分子总量为90.12，其分子式C4H10O2，结构式为HO-CH2-CH2-CH2-CH2-OH，CAS号是110-63-4。它是一种无色的粘性油状液体，具有可燃性。它的沸点较高为228℃，熔点较低，仅为20℃。其密度比水稍大为1.017g/cm3，具有很好的水溶性同时也能够溶于其它的有机溶剂如乙醚、乙醇、丙酮等。
二、1，4-丁二醇的生产工艺
1，4-丁二醇能够通过多种方法进行合成，但是在工业生产上由于要考虑设备成本，生产原料，生产环境等诸多因素，因此能够应用于实际生产中的方法并不多，以下对几种1，4-丁二醇的生产方法进行阐述。
1.Reppe合成法
Reppe合成法作为一种经典的合成方法，具有很大的使用范围。烯烃或者炔烃与一氧化碳与亲核试剂进行反应，在催化条件下形成羰基酸及其衍生物，这就是Reppe合成法的主要原理。在1，4-丁二醇的合成当中，Reppe合成法又分为低压法和高压法两种，而在低压法的效果更好，因此被经常使用。其主要步骤如下：将乙炔与甲醛进行混合加热，温度为90℃左右，同时以硅酸镁作为载体并加入相应的铜催化剂。上述反应在反应釜中连续搅拌进行，从而得到1，4-丁炔二醇。再以1，4-丁炔二醇作为中间体进行反应，在附带铜的Raney-镍催化剂的存在下进一步反应生成1，4-丁烯二醇。之后加入镍、铜、锰催化剂进行合成，通入氢气进行还原得到1，4-丁二醇。为了让1， 4-丁二醇具有更高的纯度，一般会将1，4-丁二醇进行精馏，最后成品的纯度在99%以上[2]。
2.环氧丙烷法
环氧丙烷法是日本著名化工企业可乐利公司所提出的方法，其主要步骤为：以环氧丙烷作为原料通过催化反应使其出现异构化并形成烯丙醇。然后再通过铑催化剂，同时加氢进行甲酰化从而得到羟基丙醛。对羟基丙醛进行萃取，并且加氢还原得到目标产物1，4-丁二醇。
3.丁二烯乙酰氧基合成法
该方法分为三个主要步骤，首先以钯、碲还有活性炭作为催化剂，控制温度为60℃，大气压为60MPa，让丁二烯与乙酸在氧气存在的情况下进行反应得到1， 4-二乙酰基氧基-2-丁烯。然后再对上述产物进行脱酸，通过氢催化可以得到1， 4-二乙酰氧基丁烷。最后进行水解反应得到1-乙酰氧基-4-羟基丁烷，再将1-乙酰氧基-4-羟基丁烷脱环化得到1，4-丁二醇。
4.Davy法
Davy法的主要步骤如下：（1）正丁烷以五氧化二磷和五氧化二钒作为催化剂，在氧气的作用下使其被氧化生成顺式酸酐。再加入钡或锰在铜、铬催化剂的存在下与酒精生成顺酐二乙酯。（2）上述产物以铬酸铜作为催化剂，在特定条件下（温度为140℃至220℃，气压为40MPa左右）进行催化氢化得到1，4-丁二醇等混合物。（3）对所得到的混合物进行分离，精制最后得到1，4-丁二醇[3]。
三、1，4-丁二醇的应用
1.生产四氢呋喃
四氢呋喃是一种杂环化合物，具有非常强的化学极性，因此在反应中常用来作为有机溶剂。而1，4-丁二醇具有很大一部分都是应用于生产四氢呋喃。四氢呋喃在医学上的使用十分广泛，可以用于合成利复霉素、黄体酮等激素药物。在燃气中，四氢呋喃也有着十分重要的作用，通过硫化处理能够让四氢呋喃转变为四氢硫酚即为燃气中的识别添加剂。四氢呋喃还能够合成皮革表面处理剂等等。
2.合成聚对苯二甲酸丁二醇酯
1，4-丁二醇是合成聚对苯二甲酸丁二醇酯的重要中间体。聚对苯二甲酸丁二醇酯是一种性能优良的工程塑料，在汽车、电子、电器的制造中有着广泛的应用。它具有十分优异的电性能并且可以组织燃烧，同时具有很好的强度和韧性，具备一定的抗老化特性与其他工程塑料相比具有较大的优势[4]。
3.合成聚氨酯树脂
热塑性聚氨酯也是通过1，4-丁二醇所合成的，它具有良好的韧性以及耐磨性能使其在仿皮革、耐磨夹套、汽车零件、胶管的制作中都有着很大的作用。
4.合成γ-丁内酯
在合成γ-丁内酯的过程中，1，4-丁二醇也是一种重要的中间体。γ-丁内酯具有很高的反应活性，在合成精细化学品的过程中具有广泛的作用。另外由于其沸点较高，也能够作为一种良好的溶剂来使用。γ-丁内酯可以用来制备聚乙烯毗咯烷酮以及2-吡咯烷酮（NKP）和丁内酰胺等化合物。上述化合物在医药合成、化妆品合成以及农药生产中都是很好的中间体。另外在合成纤维的制备过程中，γ-丁内酯也具有很大的作用。
另外，1，4-丁二醇还能够合成弹性纤维、共聚多醋一醚等众多化工产品及原料，具有广泛的使用范围。
四、结语
随着我国经济水平的不断提高并在社会主义现代化建设的带动下，我国的化工行业一直在不断地发展。化工行业与人们的生活息息相关，同时又与国家的经济发展存在着密切的关系，是我国的重要产业。在化工生产中，1，4-丁二醇作为一种良好的中间体被广泛用于医药、精细化工品、日化用品的合成当中。目前，合成1，4-丁二醇主要方法为Reppe合成法、环氧丙烷法、丁二烯乙酰氧基合成法以及Davy法。其中Davy法相对于其他方法安全性更高，且生产成本较低并能够同时得到几种产品，具有广阔的发展前景。
参考文献
[1]位洪朋，贾飞.国内外1，4-丁二醇的生产现状及前景分析[J].中国石油和化工经济分析，2012（19）：152-155.
[2]王惟，梁倩倩，汤嘉陵.1，4-丁二醇生产技术及市场概况[J].化工中间体， 2013（7）：119-122.
[3]崔小明.国内外1，4-丁二醇的生产应用及市场前景[J].安徽化工，2011（15）： 140-142.
[4]葛友忠，孙勇.1，4-丁二醇的生产、应用及市场[J].精细化工化纤信息通讯， 2011（14）：119-123.
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