尼泊金丙酯的理化性質與制備方法及應用
一、背景及概述
防腐劑是指可以阻止產品內微生物的生長或阻止與產品反應的微生物生長的物質。在化妝品中,防腐劑的作用是保護產品,使之免受微生物的污染,延長產品的貨架壽命,確保產品的安全性,防止消費者因使用受微生物污染的產品而引起可能的感染,同時使產品避免在消費者使用過程中產生二次污染。但是防腐劑作為一種化學添加劑,如果用量過大可能會對人體產生潛在的影響,因此如何減少化妝品中防腐劑的用量,平衡防腐劑用量和其抑菌效果顯得尤為重要。
尼泊金酯(Nipaginesters)亦稱對羥基苯甲酸酯類，是一類高效食品防腐劑，具有良好的抑制細菌繁殖、防止發酵能力，其抗細菌性能強于苯甲酸和山梨酸。尼泊金酯類防腐劑低毒，人類長期攝入尼泊金酯，其未被體內組織酯酶水解成代謝產物對羥基苯甲酸的部分會直接被吸收儲存在人體組織中，從而對人類健康造成嚴重影響。
研究表明尼泊金酯具有雌激素活性，在乳腺癌的產生過程中扮演了重要角色。國家標準GB2760－2011規定了蠔油、蝦油、魚露等產品中尼泊金甲酯、尼泊金丙酯的最大使用量為0.25g/kg，未規定水產品中尼泊金酯的最大限量。目前，尼泊金酯的檢測方法有高效液相色譜法、毛細管電泳法、紫外光譜法、氣相色譜法、氣相色譜－質譜法、液相色譜－質譜法等。
二、理化性質及結構
尼泊金丙酯，是一種無色晶體或白色晶體粉末，無臭、毒性極低，對霉菌、酵母菌有抗菌作用，在食品、化妝品、醫藥中用作防腐劑。由于其毒性極低，在人體內易被水解，抗菌作用可在pH1-8范圍內使用，克服了一般防腐劑僅在酸性條件下使用的缺點，應用廣泛。也是合成性能優越的線性苯甲酸酯類液晶的主要中間體。
由于其毒性極低，在人體內易被水解，是我國重點開發替代苯甲酸鈉的防腐劑之一。傳統的制備方法是在濃硫酸催化下，將對羥基苯甲酸和丙醇，在一定溫度下回流酯化反應制得。該方法對設備腐蝕嚴重，污染環境，副反應多收率低。因此，人們對其合成進行了不少研究。近年來相繼開發了固體超強酸、雜多酸、微波輻射、氧化鈣作為脫水劑和離子液體催化等制備方法。但大多存在收率低、操作復雜、催化劑價格昂貴等缺點，無法進行大規模工業化生產。
三、應用
1、食品級的有氧清潔劑
通過如下重量份的原料制備而成：食品級過氧碳酸鈉，65~75份；食用純堿，5~10份；食品級小蘇打，8~12份；還包括食品級尼泊金乙酯和食品級尼泊金丙酯共0.4~0.6份，尼泊金乙酯和食品級尼泊金丙酯重量份之比為3~5:1。本發明提供的有氧清潔劑采用食品級原料制備而成，安全性高，可用于食器清潔、假牙清洗、增氧制氧、防腐保鮮、除菌去垢等；本發明提供的有氧清潔劑性質穩定，能保證36個月內過氧碳酸鈉不分解。
2、防治稻瘟病
一種防治稻瘟病的組合物及其制備方法，包括如下重量份的原料：魚藤酮，15~25份；頂羽菊內酯，10~20份；乙醇，120~140份；水，440~480份；增效劑尼泊金丙酯和甘氨酸鈉共7~9份，尼泊金丙酯和甘氨酸鈉的重量份之比為6~8:1。
本發明提供的組合物可以防治稻瘟病，可以開發成防治稻瘟病的農藥，防治效果與原料中增效劑尼泊金丙酯和甘氨酸鈉的重量份之比有關，尼泊金丙酯和甘氨酸鈉的重量份之比為6~8:1時，防治效果最好。
3、海洋潮汐風電用耐鹽腐電纜絕緣橡膠
海洋潮汐風電用耐鹽腐電纜絕緣橡膠及其制造方法，電纜絕緣橡膠由如下重量份的原料制備而成：三元乙丙橡膠，50~60份；順丁橡膠，10~20份；聚硫橡膠，5~15份；烷基酚聚氧乙烯醚，4~6份；季戊四醇四月桂酸酯，6~10份；甲基苯并三氮唑，2~4份；六偏磷酸鈉，1~3份；聚二甲基硅氧烷，1~3份；三烯丙基異氰脲酸酯，2~4份；2-巰基苯并咪唑，0.8~1.2份；尼泊金乙酯和尼泊金丙酯共3~5份，尼泊金乙酯和尼泊金丙酯重量份之比為2~4:1。
本發明提供的電纜絕緣橡膠具有優異的耐鹽腐性能，這可能與原料中尼泊金乙酯和尼泊金丙酯重量份之比有關，尼泊金乙酯和尼泊金丙酯重量份之比為2~4:1，所制成的電纜耐鹽腐性能最優，特別適合用于海洋潮汐發電廠。
4、防水阻燃密封涂料
一種防水阻燃密封涂料及其制備方法，密封涂料通過如下重量份的原料制備而成：水，70~90份；丙烯酸乙酯，50~70份；鈦白粉，15~25份；膨潤土，20~40份；碳酸鈣，10~20份；滑石粉，15~25份；DA型分散劑，5~7份；成膜助劑，3~5份；消泡劑，1~2份；尼泊金甲酯和尼泊金丙酯共2~4份，所述尼泊金甲酯和尼泊金丙酯的重量份之比為1~3:1。
本發明提供的密封涂料不僅阻燃性嫩高，而且耐腐蝕性能好，不易剝落，可以產生持久的防水密封效果。本發明涂料的技術效果可能與原料中尼泊金甲酯和尼泊金丙酯的重量份之比有關，尼泊金甲酯和尼泊金丙酯的重量份之比為1~3:1時，防水阻燃密封性能最好。
5、耐火耐高溫電纜材料
一種耐火耐高溫電纜材料及其制備方法，通過如下重量份的原料制備而成：丁腈橡膠，35~45份；聚氯乙烯樹脂，85~95份；防老劑NBC，10~20份；增塑劑癸二酸二辛酯，6~8份；補強劑炭黑，6~10份；硬脂酸鋅，3~5份；硬脂酸鎂，2~4份；異丙醇鋁，5~15份；磷酸三甲酚酯和尼泊金丙酯共7~9份，磷酸三甲酚酯和尼泊金丙酯的重量份之比為6~8:1。
本發明提供的電纜材料耐火耐高溫性能優異，這可能與原料中磷酸三甲酚酯和尼泊金丙酯的重量份之比有關，磷酸三甲酚酯和尼泊金丙酯的重量份之比為6~8:1時，耐火耐高溫性能最為出色。
6、防治稻飛虱
一種防治稻飛虱的組合物及其制備方法，包括如下重量份的原料：氯唑磷，15~25份；澳洲茄胺，10~20份；乙醇，120~140份；水，440~480份；增效劑尼泊金丙酯和硫酸鎂共7~9份，尼泊金丙酯和硫酸鎂的重量份之比為6~8:1。本發明提供的組合物可以防治稻飛虱，可以開發成防治稻飛虱的農藥，防治效果與原料中增效劑尼泊金丙酯和硫酸鎂的重量份之比有關，尼泊金丙酯和硫酸鎂的重量份之比為6~8:1時，防治效果最好。
四、制備方法
1、將硅膠放入干燥箱內，150℃條件下干燥4h，冷卻至室溫，然后將硅膠浸入高氯酸溶液中，浸泡14h，抽濾，干燥，密封備用；
2、在裝有溫度計、攪拌器、分水器、回流冷凝管的燒瓶中依次加入對羥基苯甲酸、正丙醇和上述制得的催化劑，攪拌加熱至85℃-90℃，反應3h；
3、反應完畢，趁熱過濾出催化劑，濾液蒸出過量丙醇，冷卻，析出的固體經洗滌，抽濾，干燥得粗酯，精制得白色尼泊金丙酯。
本尼泊金丙酯的制備方法，其有益效果在于，以高氯酸-硅膠為催化劑，催化活性高，操作簡單，對設備無腐蝕，且價格低廉，無毒，對環境無污染，適合工業化生產。
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