最先進(jìn)的 dbu 辛酸酯：即使外面很冷，也能加速反應(yīng)的無聲催化劑????
讓我們來談?wù)劵瘜W(xué)——不是那種讓你的高中老師在提到化學(xué)計(jì)量學(xué)時(shí)眼前一亮的化學(xué)，而是真正的魔法：催化作用。你知道，那個(gè)穿著實(shí)驗(yàn)服的安靜的天才，他不會(huì)搶走聚光燈，但會(huì)讓一切發(fā)生得更快、更干凈，而且比真人秀演員更少戲劇性。
進(jìn)入 辛酸二丁酯—不是一種新型能量飲料或科幻宇宙飛船，而是一種 最先進(jìn)的有機(jī)催化劑 這在聚合物合成、聚氨酯制造和特種化學(xué)品生產(chǎn)中引起了人們的關(guān)注（并加速了反應(yīng)）。可以將其視為緩慢化學(xué)過程的濃縮咖啡——特別是在溫度低、動(dòng)力低、時(shí)間就是金錢的情況下。
為什么選擇辛酸雙丁酯？或者：不需要加熱座椅的催化劑
大多數(shù)催化劑就像酒肉朋友——它們只在高溫下才會(huì)出現(xiàn)。但辛酸二丁酯呢？它很早就出現(xiàn)了，即使溫度驟降。而傳統(tǒng)的錫基催化劑（比如二月桂酸二丁基錫）需要 60°C 或更高的溫度才能發(fā)揮作用。 dbu octoate 在 30–40°c 時(shí)開始發(fā)出嗡嗡聲使其成為節(jié)能、低溫工藝領(lǐng)域的明星企業(yè)。
說實(shí)話：加熱不僅昂貴，而且速度慢、碳排放量高??，坦率地說，有點(diǎn)過時(shí)。如果我們可以在不調(diào)高恒溫器的情況下使反應(yīng)快速進(jìn)行，我們?yōu)槭裁床荒兀?/p>
“催化作用與蠻力無關(guān)，而在于技巧?！?br> — 一些聰明的化學(xué)家，可能喝著咖啡???
dbu 辛酸酯到底是什么？
dbu 代表 1,8-二氮雜雙環(huán)[5.4.0]undec-7-ene，一種以親核能力著稱的強(qiáng)有機(jī)堿。與 辛酸（辛酸），它形成 辛酸二丁酯，一種液體鹽（或“羧酸鎓”），結(jié)合了 dbu 的反應(yīng)性以及改進(jìn)的溶解度和處理性。
與其母體化合物不同，辛酸丁酯具有吸濕性和挑剔性，它穩(wěn)定、易于計(jì)量，并且在極性和非極性系統(tǒng)中都能很好地混合。這就像 dbu 去了魅力學(xué)校，回來時(shí)穿著量身定制的西裝。
| 財(cái)產(chǎn) | 值/描述 |
|---|---|
| 化學(xué)名稱 | 1,8-二氮雜雙環(huán)[5.4.0]十一碳-7-烯辛酸酯 |
| 分子量 | ~310.5 克/摩爾 |
| 外貌 | 淡黃色至琥珀色液體 |
| 可溶性 | 與常見有機(jī)物（THF、甲苯、DCM）可混溶；在水中含量有限 |
| 粘度（25℃） | ~150–200 cp |
| 閃點(diǎn) | >120°c（閉杯） |
| 推薦劑量 | 0.1–1.0 wt%（相對(duì)于總配方） |
| 活化溫度范圍 | 30–80°C （40°C以下也有效） |
| 保質(zhì)期（密封、干燥） | 12個(gè)月 |
火花背后的科學(xué)?
dbu 辛酸酯主要通過 親核活化 聚氨酯化學(xué)中的異氰酸酯。它使醇（如多元醇）去質(zhì)子化，使它們對(duì)異氰酸酯更具反應(yīng)性——可以把它想象成在大賽前給酒精發(fā)表一次激勵(lì)演講。
但關(guān)鍵在于：與金屬催化劑不同， dbu 辛酸酯不會(huì)留下有毒殘留物。不含錫。不含鉛。最終產(chǎn)品中不會(huì)潛藏任何重金屬。這是 綠色化學(xué) 具有實(shí)際的街頭信譽(yù)。
2021 年，Kim 等人進(jìn)行了一項(xiàng)研究，比較了 dbu 辛酸酯與傳統(tǒng) dbtdl 在聚氨酯泡沫合成中的應(yīng)用。在 35°C 下，dbu 辛酸酯實(shí)現(xiàn)了 45分鐘內(nèi)轉(zhuǎn)化率達(dá)到90%而 dbtdl 則需要超過 90 分鐘，而且只達(dá)到了 78%。這不僅僅是更快；它 尷尬地 更好。??
“誘導(dǎo)期幾乎被取消了?！?/em>
— kim等人， 高分子化學(xué), 2021
性能展示：dbu octoate 與常見產(chǎn)品對(duì)比
讓我們把催化劑放到拳擊場(chǎng)上，看看誰能打出最快的一拳。
| 催化劑 | 活化溫度（°c） | 反應(yīng)時(shí)間（分鐘） | 轉(zhuǎn)換 （％） | 毒性問題 | 揮發(fā)性有機(jī)物排放 |
|---|---|---|---|---|---|
| 辛酸二丁酯 | 35 | 45 | 90 | 低 | 可忽略不計(jì) |
| dbtdl（錫基） | 60 | 90 | 78 | 高（內(nèi)分泌干擾物） | 中度 |
| dabco（三乙烯二胺） | 50 | 70 | 82 | 中度 | 高 |
| 茶（三乙胺） | 45 | 120 | 65 | 中度 | 高 |
資料來源：改編自liu & patel，《應(yīng)用聚合物科學(xué)雜志》，2020年；zhang等人，《有機(jī)涂層進(jìn)展》，2019年
正如您所見，dbu 辛酸酯在速度、溫度和清潔度方面均勝出。它是催化劑的混合動(dòng)力汽車：高效、清潔、安靜、卓越。
實(shí)際應(yīng)用：dbu octoate 大放異彩
1. 低溫聚氨酯涂料
在汽車和木器涂料中，固化爐是能源消耗大戶。通過改用DBU辛酸酯，制造商已將固化溫度從80°C降低到50°C，從而將能耗降低了40%。一家德國(guó)涂料廠報(bào)告稱，僅通過降低固化爐設(shè)置，每年就可節(jié)省120,000萬歐元。對(duì)于每批僅需幾克催化劑的涂料來說，這已經(jīng)很不錯(cuò)了。
2. 粘合劑和密封劑
建筑中使用的濕固化聚氨酯需要快速的濕強(qiáng)度。DBU 辛酸酯加速了與大氣水分的初始反應(yīng)，將表干時(shí)間從 30 分鐘縮短至 15 分鐘以下。工人們喜歡它。承包商喜歡它。項(xiàng)目經(jīng)理？他們已經(jīng)在批量訂購(gòu)了。
3. 可生物降解聚合物
在由環(huán)狀單體合成聚碳酸酯和聚酯時(shí)，dbu 辛酸酯可作為酯交換催化劑。東京工業(yè)大學(xué) 2022 年的一篇論文表明，它在碳酸三亞甲基酯的開環(huán)聚合中表現(xiàn)優(yōu)于醋酸鋅，可產(chǎn)生更高的分子量和更窄的分散度（? < 1.2）。
“dbu衍生物具有活性和生物相容性的罕見組合?！?br> — tanaka 等人， 高分子反應(yīng)工程, 2022
操控性和安全性：不是天后，只是明智
dbu 辛酸酯并不危險(xiǎn)，但它也不是糖果。高濃度時(shí)具有腐蝕性，會(huì)刺激皮膚和眼睛。標(biāo)準(zhǔn)個(gè)人防護(hù)裝備（手套、護(hù)目鏡、通風(fēng)設(shè)備）就足夠了。將其存放在陰涼干燥處，遠(yuǎn)離強(qiáng)酸（它們不能混合——有點(diǎn)像油和水，但嘶嘶聲更大）。
這是 許多地區(qū)不符合 VOC 標(biāo)準(zhǔn) 當(dāng)使用量低于 1% 時(shí)，它成為生態(tài)標(biāo)簽配方中的首選。而且由于它不含金屬，因此不會(huì)干擾流處理或顏色穩(wěn)定性。
更大的圖景：不犧牲的可持續(xù)性
我們正處于一個(gè)“綠色”不能以犧牲性能為代價(jià)的時(shí)代。dbu 辛酸酯證明您不必選擇。它可以降低能耗、消除重金屬、縮短循環(huán)時(shí)間并提高產(chǎn)品一致性。
監(jiān)管機(jī)構(gòu)正在逐漸意識(shí)到這一點(diǎn)。Reach和TSCA對(duì)有機(jī)錫化合物的監(jiān)管越來越嚴(yán)格。事實(shí)上，歐洲化學(xué)品管理局（ECHA）已提議限制幾種錫基催化劑，因?yàn)樗鼈兙哂袃?nèi)分泌干擾作用。辛酸丁酯？以一種好的方式悄然出現(xiàn)。
最后的想法：具有個(gè)性的催化劑
dbu 辛酸酯不僅僅是貨架上的另一種化學(xué)品。它是瓶子里的一場(chǎng)靜悄悄的革命。它不需要大張旗鼓或華麗的營(yíng)銷。即使在實(shí)驗(yàn)室寒冷、時(shí)間緊迫的情況下，它也能高效、清潔、可靠地發(fā)揮作用。
因此，下次當(dāng)您在室溫下等待反應(yīng)發(fā)生時(shí)，請(qǐng)問自己： 我們是否使用了正確的催化劑？或者我們只是通過加熱來擺脫糟糕的規(guī)劃？
也許是時(shí)候讓 dbu octoate 來掌控局面了。畢竟，進(jìn)步不應(yīng)該等到事情升溫。????
引用
- kim, j.、park, s. 和 lee, h. (2021 年)。 非金屬催化劑在低溫聚氨酯合成中的動(dòng)力學(xué)評(píng)價(jià)高分子化學(xué)，12(18)，2673–2681。
- liu, y., & patel, r. (2020)。 工業(yè)聚氨酯體系中有機(jī)催化劑與金屬催化劑的比較研究. 應(yīng)用聚合物科學(xué)雜志, 137(35), 48921。
- zhang, l., wang, f., ＆ chen, x. (2019)。 使用羧酸鹽的涂料配方中的揮發(fā)性有機(jī)化合物降低策略.有機(jī)涂料進(jìn)展，136，105234。
- tanaka, m.、sato, k. 和 ito, y. （2022）。 生物降解聚酯合成中的非金屬催化. 大分子反應(yīng)工程, 16(2), 2100045.
- 歐洲化學(xué)品管理局（echa）。（2023）。 附件十七限制報(bào)告：有機(jī)錫化合物.echa-reach/r/23/001。
撰寫本文時(shí)沒有機(jī)器人受到傷害。只是很多咖啡。 ?
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其他產(chǎn)品：
- nt cat t-12： 一種可室溫固化的快速固化硅膠體系。
- nt cat ul1： 適用于有機(jī)硅和硅烷改性聚合物體系，催化活性中等，活性略低于t-12。
- nt cat ul22： 適用于有機(jī)硅和硅烷改性聚合物體系，活性比t-12高，耐水解性能優(yōu)異。
- nt cat ul28： 適用于有機(jī)硅及硅烷改性聚合物體系，本系列產(chǎn)品活性較高，常用作T-12的替代品。
- nt cat ul30： 適用于有機(jī)硅和硅烷改性聚合物體系，具有中等催化活性。
- nt cat ul50： 用于有機(jī)硅和硅烷改性聚合物體系的中等催化活性催化劑。
- nt cat ul54： 適用于有機(jī)硅和硅烷改性聚合物體系，中等催化活性，耐水解性好。
- nt cat si220： 適用于有機(jī)硅和硅烷改性聚合物體系，特別推薦用于MS膠粘劑，活性比T-12更高。
- nt cat mb20： 一種用于有機(jī)硅和硅烷改性聚合物體系的有機(jī)鉍催化劑，活性低，符合各種環(huán)保法規(guī)。
- nt cat dbu： 用于硅橡膠室溫硫化的有機(jī)胺催化劑，符合各種環(huán)保法規(guī)。
