邻苯二甲酸酯类作为一种常用的增塑剂应用于各种塑料中，其制品广泛应用于医疗器械、儿童玩具、食品包装材料等，对人体健康具有潜在的威胁；2011年5月“塑化剂事件”，起因是市面上饮料、糕点、面包和药品等检验出含有廉价的工业用邻苯二甲酸酯类塑化剂，该类物质会对人体的生殖系统、免疫系统和消化系统等带来慢性危害。而柠檬酸三丁酯（TBC）低毒，可视为无毒增塑剂，俗称环保型增塑剂，可以替代应用范围受到限制的邻苯二甲酸酯类增塑剂。

柠檬酸三丁酯反应式

通常指柠檬酸三正丁酯，化学名3-羟基-3-羧基戊二酸三丁酯，是一种酯类化合物，无色透明高沸点液体，微溶于水，与多数有机溶剂互溶。

柠檬酸三丁酯用途

柠檬酸三丁酯(TBC)具有无毒、挥发性小、相容性好等优点，已获得美国食品药品监督管理局(FDA)批准，可作为安全、无毒、环保型增塑剂.柠檬酸酯类在国内市场潜力较大，可以作为氯化烯共聚物、纤维素树脂、聚乙烯等的增塑剂应用于儿童玩具、食品包装、医疗卫生制品中。

柠檬酸三丁酯生产工艺

柠檬酸与正丁醇在催化剂和挟水剂存在下作用生成柠檬酸三丁酯，经脱醇、中和、水洗、汽提、脱色、压滤等工序得产品。常用的催化剂为无机或有机酸，挟水剂为正丁醇本身。

柠檬酸三丁酯合成路线

路线一：一水合柠檬酸、正丁醇为原料合成

步骤：在装有球形冷凝管、分水器、温度计、搅拌器的三口烧瓶中按配比量加入柠檬酸和正丁醇，在加热套上进行缓慢加热、搅拌，直到柠檬酸溶解后加入催化剂。温度达到120～130℃时有水生成，继续反应，至无水产生时反应结束，冷却。首先，于120℃下蒸馏回收正丁醇。用10%的碳酸钠水溶液中和至pH7，分液。再分别以温水洗涤、饱和食盐水洗涤，分液。最后以无水硫酸钠干燥，得到无色至浅黄色柠檬酸三丁酯产品。

以一水合柠檬酸、正丁醇为原料，硫酸氢钠为催化剂合成柠檬酸三丁酯是可行的，其优化工艺条件为：反应温度为120℃，催化剂用量为柠檬酸质量的4%，酸醇比（物质的量）为1：4.5，反应时间为2.5h，TBC产率可达到96以上。硫酸氢钠催化剂价廉易得，腐蚀性小，活性高，操作简便，环境污染小。

路线二：氯化铜催化合成

在装有温度计、分水器（预先加入少量水，上端接球型冷凝管）的三口瓶中，加入42.0（0.2mol）一水柠檬酸和一定量的正丁醇和氯化铜，放入磁子用磁力搅拌器进行搅拌和加热。当装置开始回流是纪录反应时间并及时分水，控制一定的油浴温度，当温度计的读数有明显变化时，结束反应。冷却，滤去催化剂，滤液先常压蒸馏，蒸出121℃前的低馏分物，剩余液体用饱和碳酸钠溶液進行洗涤二次，用蒸馏水洗涤至中性，减压蒸馏，收集169℃～170℃/133Pa馏分，得浅黄色油状液体即为柠檬酸三丁酯，用阿贝折射仪测定精制产品的折光率为1.4456-1.4460（20℃）。

最佳的反应条件是柠檬酸42.0g（0.2mol）、正丁醇66.6g（0.9mol），催化剂2.2g分水回流90min。柠檬酸三丁酯的收率为93.1%。该种催化剂是合成柠檬酸三丁酯的一种优良催化剂。反应条件温和，转化率好，反应时间短，每次反应完毕后，补充原催化剂质量的15%，催化剂就可以重复使用，而且催化能力几乎没有变化，并且该催化剂的价格便宜，节约了生产成本，具有很好工业应用前景。

路线三：柠檬酸、正丁醇作原料

向酯化装置中加入一定量的柠檬酸和正丁醇，再加入催化剂和助催化剂，搅拌加热使之溶解（55℃左右），取1～2.0mL溶液用标准NaOH溶液滴定，不断加热回流反应，反应中过多的正丁醇及生成出的水通过蒸馏分水器分水后，继续正丁醇回流反应，观察到正丁醇回流很慢停止，即可结束反应，加热终止，将反应液冷却至80℃正负2℃，取1～2.0 mL溶液用标准氢氧化钠液滴定。

用柠檬酸、正丁醇作原料，KHSO4和助催化剂（浓H2SO4）按适宜配比作为催化剂制备柠檬酸三丁酯是较理想的，其最佳工艺条件为：催化剂用量为总加料量的4.1%～4.6%，其中KHSO4和助催化剂（浓H2SO4）的物质量配比为8∶1，醇酸摩尔比为0.48∶0.1，反应温度T=150～155℃，反应的时间t=1.6h，酯化率可达97%以上，该催化剂价低，活性相当高，操作筒便，催化剂固体可重复使用多次，处理容易，酯化率高，无腐蚀，对环境友好。