引言：
异丁酸异丁酯（Isobutyl isobutyrate）是一种化合物，其分子结构包含一个中心酯基团（C=O-O-C），两个相同的异丁基团 [(CH3)2CH-]，具有多种化学特性。异丁酸异丁酯的这种特殊结构赋予其独特的性质和广泛的用途。
1. 什么是异丁酸异丁酯？
异丁酸异丁酯主要用于香料、香精的调制，是菠萝香精的主要成分。异丁酸异丁酯的气味如何？异丁酸异丁酯 具有菠萝、葡萄皮或醚香味。依据国标GB 2760—96规定，异丁酸异丁酯可用作食用香料，添加于系列的香精中，如水果香型食用香精、大曲型酒用香精和烟草香精等。它也是一种优良的有机溶剂、干燥油漆脱除剂、萃取蒸馏添加剂。由于它对人畜基本无害且不会造成环境污染，是一种很好的绿色产品，随着环保要求的提高，异丁酸异丁酯的应用越来越广泛。
2. 异丁酸异丁酯的物理性质
异丁酸异丁酯是一种易燃的无色透明液体。常压下其沸点为 148.6℃，熔点为-80.6℃，闪点为 37℃，相对密度(D204)为 0.874，折射率为 1.398。异丁酸异丁酯不溶于水，可溶于醇、醚、酮。异丁酸异丁酯的蒸气压是多少？异丁酸异丁酯的蒸气压为1 mm Hg ( 39.9 ℃)。
3. 结构分析
异丁酸异丁酯的特征是分子结构由一个中心酯基 (C=O-O-C) 和两个相同的异丁基 [(CH3)2CH-] 包围。异丁酸异丁酯中含有哪些官能团？异丁酸异丁酯属于羧酸酯类有机化合物。羧酸酯是羧酸衍生物，其中羰基中的碳原子通过氧原子与烷基或芳基部分连接（形成酯基）。这种特殊的结构使其具有独特的性质：
（1）酯基官能度
酯基的存在使异丁酸异丁酯能够参与水解和酯化反应，增强其化学改性的多功能性。
（2）支链烃链
两个异丁基的结合产生了支链分子结构，这会影响其溶解度和沸点等物理属性。
4. 分析方法：异丁酸异丁酯的 NMR 光谱
4.1 NMR 光谱概述
核磁共振波谱法，通常称为 NMR 波谱法或磁共振波谱法 (MRS)，是一种基于外部磁场中核自旋非零的原子核重新取向的光谱技术。这种重新取向发生在吸收大约 4 至 900 MHz 的射频区域内的电磁辐射时，这取决于原子核的同位素性质，并与外部磁场的强度成比例增加。值得注意的是，每个 NMR 活性原子核的共振频率取决于其化学环境。因此，NMR 波谱可提供有关样品中存在的各个功能团的信息，以及有关同一分子中相邻原子核之间连接的信息。由于 NMR 波谱对于单个化合物和功能团来说是独一无二的或高度特征性的，因此 NMR 波谱法是识别分子结构（尤其是有机化合物结构）的最重要方法之一。
4.2 异丁酸异丁酯的 NMR 光谱
（1）13C NMR：在 CDCl3 中
（2）1H NMR：在 CDCl3 中 90 MHz
（3）预测 1H 质子 NMR
5. 异丁酸异丁酯的合成
曲雅男等人以异丁醇铝为催化剂催化两分子异丁醛Tishchenko反应一步制异丁酸异丁酯，并通过单因素实验法进行异丁酸异丁酯合成工艺条件的研究，确定其较佳合成工艺条件为m (异丁醇铝) ∶m (异丁醛) =1∶10，反应温度10℃，反应时间3.5 h。在该工艺条件下，异丁醛的转化率大于99%，异丁酸异丁酯的产率大于95%。作者采用FTIR、GC-MS和1H NMR对产品进行分析,产品的1H NMR图见下图。
由图可见，2个异丁基的—CH3上氢原子分别在0.87～0.94 和1.18～1.23处裂分为二重峰，—CH在1.86～1.96 和2.49～2.58处出现多重峰，—CH2在3.81～3.85处出现二重峰，从而确定异丁醛缩合反应后的主产物为异丁酸异丁酯。
6. 安全概况和健康注意事项
（1）毒理学数据和安全评估
异丁酸异丁酯是一种无色液体，具有水果气味，可用于各种用途。然而，由于潜在的健康危害，谨慎处理它至关重要。毒理学研究表明，接触异丁酸异丁酯会刺激眼睛、皮肤和呼吸系统。吸入浓缩蒸气可能会导致头晕、头痛和恶心。虽然有限，但现有数据表明没有显著的慢性健康影响。
（2）监管状态和指南
尽管缺乏长期风险的确凿证据，但 OSHA（职业安全与健康管理局）等监管机构已经制定了安全处理指南。这些指南规定了接触限度，并建议采取控制措施，如适当通风和使用个人防护设备，以尽量减少吸入和皮肤接触。
7. 结论
异丁酸异丁酯是一种常用的化学物质，具有广泛的应用。它不仅在食品和香料行业中被用作香料和香精的成分，还在化妆品、清洁剂和涂料等领域发挥作用。通过对异丁酸异丁酯的了解，我们可以更好地理解化学品在各个领域中的作用和价值。未来，随着科学技术的不断发展，我们对异丁酸异丁酯的应用可能还会不断地扩展和创新。
参考：
[1]https://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_magnetic_resonance_spectroscopy
[2]曲雅男,吕志果,郭振美. 异丁醛经Tishchenko反应一步制异丁酸异丁酯 [J]. 化工科技, 2019, 27 (02): 11-14+49. DOI:10.16664/j.cnki.issn1008-0511.2019.02.003.
[3]李阳孟. 异丁醇脱氢法制备异丁酸异丁酯的研究[D]. 浙江工业大学, 2018.
[4]https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Isobutyl-isobutyrate
[5]https://www.guidechem.com/encyclopedia/isobutyl-isobutyrate-dic1453.html#NMR-Spectrum
[6]https://hmdb.ca/metabolites/HMDB0040252
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