介紹

鋯酸四丁酯（Tetrabutyl zirconate）是一種黃棕色液體，化學(xué)式為Zr(OBu)4，主要用于有機(jī)合成中的中間體和催化劑，以及在陶瓷、高溫涂層和光學(xué)材料中作為前驅(qū)體。它具有良好的溶解性，易溶于醇類、酮類和苯類有機(jī)溶劑，但不溶于水。它在高溫下可形成穩(wěn)定的氧化鋯結(jié)構(gòu)，提高材料的耐熱性和抗腐蝕性能。處理時(shí)需注意防護(hù)，避免與水接觸，以防止水解反應(yīng)。

圖一 鋯酸四丁酯

應(yīng)用

在具有外部加熱器的40ml高壓釜反應(yīng)器中，放置10g（26mmol）鋯酸四丁酯（Zr[O（CH2）3CH3]4），然后用二氧化碳代替反應(yīng)器中的氧氣。接下來(lái)，在攪拌的同時(shí)將反應(yīng)器加熱至180°C，并將二氧化碳引入至120巴的壓力，然后在180°C、120巴下反應(yīng)1小時(shí)并冷卻至室溫。此后，排放二氧化碳以使反應(yīng)器返回到大氣壓，隨后通過(guò)氣相色譜分析反應(yīng)產(chǎn)物。經(jīng)證實(shí)，以67%的產(chǎn)率獲得碳酸二正丁酯[1]。

圖二 鋯酸四丁酯的合成應(yīng)用

使用鋯酸四丁酯（Zr(OC4H9)4（TBOZ）），80%的丁醇溶液（Sigma-Aldrich））作為前體，以無(wú)水乙醇（EtOH）作為溶劑，去離子水用于水解，乙酰丙酮（CH3COCH2COCH3，AcAc）作為螯合劑，乙酸（CH3COOH，HAc）作為催化劑，制備ZrO2溶膠。為了控制TBOZ的快速水解，試劑的添加順序?qū)τ谥苽渫该鞣€(wěn)定的溶膠至關(guān)重要。在合成過(guò)程中，制備了兩份不同但相等的乙醇溶液。在第一部分中，將TBOZ溶解在含有AcAc的無(wú)水乙醇中。與HAc混合后，將溶液密封并保持?jǐn)嚢?0分鐘，以實(shí)現(xiàn)醇鹽和AcAc之間的完全螯合。然后通過(guò)將去離子水與無(wú)水乙醇混合來(lái)制備溶液的第二部分。然后將這兩種溶液混合并攪拌2小時(shí)以實(shí)現(xiàn)水解和縮合。摩爾比為TBOZ∶EtOH∶H2O∶HAc∶AcAc＝1:15:3:1.6:0.2。混合物最終在穩(wěn)定的環(huán)境中（濕度低于30%，溫度為20-25°C）老化120小時(shí)[2]。

圖三 鋯酸四丁酯的合成應(yīng)用2

參考文獻(xiàn)

[1]LEE J Y ,KIM B D ,LEE W J , et al.Method for Preparing Carbonic Ester Using Organometallic Compound[P].US201514697757,2015-11-05.

[2]Wang X ,Wu G ,Zhou B , et al.Effect of crystal structure on optical properties of sol–gel derived zirconia thin films[J].Journal of Alloys and Compounds,2013,556182-187.