本论文以 2,2,2’,2’-四甲基-5,5’-二硝基-5,5’-双(1,3-二氧杂环己烷)为原料，经水解、酯化反应合成2,3-二羟甲基-2,3-二硝基-1,4-丁二醇四乙酸酯和2,3-二羟甲基-2,3-二硝基-1,4-丁二醇四丙酸酯。结合反应机理讨论了影响水解、酯化反应的主要因素，并对单元反应各个因素进行了优化，获得最佳工艺条件。

1.1 概述

1.1.1 课题背景

多元醇在医药和农药等工业中都有着广泛的应用，是有机化合物的研究热点之一。多元醇不仅可用于聚酯树脂、醇酸树脂、炸药等工业品的生产，还是合成干性油、胶黏剂、增塑剂、表面活性剂等的重要中间体[4]。

增塑剂是一种加入到塑料中能增加它们的柔韧性、可理性和膨胀性的物质。加入增塑剂能降低塑料的熔融粘度[1]。增塑技术在人类的一些原始发明中就已经有了体现，例如核土加水制作陶器，水就是增塑剂。现代增塑剂工业的最直接的起源是表面涂料的开发。1856年，巴黎的Marius Pellen用火棉胶加蓖麻油制成了一种不渗透氢气，用于橡胶气球的“特殊漆”；以及著名的Paris Berard[5]用硝酸纤维素与清漆和亚麻子油合制成有高度光泽的防水涂料，其中的亚麻子油等物质即起到增加塑性和坚韧性的作用。我国古代朗漆器是用多层桐油经干燥、雕刻而成的，实际上桐油也是—种聚合物型的增塑剂。按增塑剂和树脂(主要是指PVC)相容性不同，增塑剂可以分为主增塑剂和辅助增塑剂(也称第二增塑剂)两类，但二者并没有严格的界限；按增塑制的分子结构的不同可以分成单体型和聚合型两类[1]。随着PVC工业和石油化工的发展，现代的增塑剂工业已发展成为一个以石油化工为基础的多品种、大生产的化工行业。目前全世界增塑剂的年总产量在300万吨以上。增塑剂虽然品种很多，但绝大部分都是酯类化合物。这是由于酯类化合物不仅与很多聚合物有很好的相容性，而且化学性质稳定，这也是增塑剂生产工艺基本相同，一套装置可以生产多种增塑剂的主要原因。在增塑剂行业发展过程中，煤炭化学工业、油脂化学工业以及其他轻化工业都曾经是增塑剂的基础原料的来源。随着现代石油化学工业的迅速发展，为增塑剂工业提供了丰富的原料资源，现代石油化学工业已成为增塑剂工业重要的原料基础[6]。

虽然我国的增塑剂工业是50年代中期才开始起步的，但是发展迅速，到2002年我国工业增塑剂的年总产量已达80万吨，其中的主要产品是DBP、DOP和DIBP，如今我国已成为亚洲地区生产和消费增塑剂最大的国家[7]。但我国的增塑剂工业和国外先进水平相比，依然存在两个薄弱环节，一是生产分队规模太小；二是品种太少，特别是特殊增塑剂的种类太少。而这两个问题也随着石油化工的发展，在品种和数量上都可以得到有效的解决，前景非常光明。并且，随着世界各国对环境保护意识的提高，特别是对食品加工、医药、玩具、日用品等塑料制品中的主要增塑剂提出更高的纯度和卫生要求，目前国内的增塑剂在许多性能上尤其是卫生、低毒性等要求难于满足需要。国外一方面在对传统的主增塑剂进行改性研究；另一方面也在研究新的催化、分离工艺，开发新一代的主增塑剂，以期待能找到性价比更好的、安全可靠性更强的、符合环境友好要求的新一代增塑剂产品。为配合塑料制品质量的改善和提高，使增塑剂朝着专用方向发展，增塑剂的品种就要大大增加，高分子增塑剂，反应性增塑剂，高性能多功能增塑剂将是以后开发的一个重要领域。论文网

另外，在含能材料中增塑剂也有着重要应用，尤其是在火炸药方面[8]。在氧化剂和含能黏结剂的研究尚未取得重大进展之前,惰性黏结剂+ 含能增塑剂是解决火炸药能量指标的最佳途径[9]。从文献数据库[10-15]中可以检索到的含能增塑剂的品种和数量有很多，从合成的各种含能增塑剂主要类型来看, 这些化合物大多是带有硝基、叠氮基、及偕二硝基的酯类、醚类、硝胺基烃类、缩醛类和一些低聚物。近年来，随着化学工业的空前发展，许多新型含能增塑剂也相继被开发，极大的丰富了含能增塑剂的种类[16,17]。目前日本合成了一类新型叠氮酯类增塑剂[18]，有效的解决火炸药配方中的单一组分很难同时达到高能、高安定性及力学性能等方面的要求问题。增塑剂在含能材料尤其是火炸药中的应用前景十分广阔，但是目前，国内在火炸药配方中使用的增塑剂大多还是一些老品种，如硝酸酯类、邻苯二甲酸酯类、脂肪二元酸酯类等，在含能增塑剂在品种、合成技术以及应用评价上均远远落后于军事发达国家[19]。建议国内应加强新型多品种含能增塑剂的合成、表征及应用研究。