催化剂及其固化在酸醇酯化反应中的研究与应用

羧酸酯是一类用途广泛的化工产品。传统醇酸酯化反应的催化剂浓硫酸存在许多缺点,因此开发高效环保型催化剂代替传统硫酸催化剂成为国内外学者的研究热点方向。作者对近年来国内新型醇酸酯化反应催化剂及其固化的研究进展进行了综述,并就不同类别就其特点进行了总结和评述。     

蓖麻酸正丁酯的催化合成研究

用NaHSO4.H2O作催化剂,对蓖麻酸与正丁醇酯化反应进行了研究。在回流温度(油浴温度145~150℃)下,分别考察了催化剂用量、醇酸摩尔比、反应时间对酯化反应的影响。得出的优化工艺条件为:催化剂用量1.01%(催化剂与蓖麻酸的质量比)、醇酸摩尔比2.5(蓖麻酸0.2mol)、反应时间2h。在该工艺条件下,蓖麻酸的平均酯化率可达95%。红外光谱表明:反应过程蓖麻酸中的羟基和双键保存完好,催化剂表现出了很好的活性和很高的选择性。该方法的产物后处理工艺简单且不污染环境。     

硝酸改性蒙脱土催化制备十六酸十六醇酯

用硝酸改性蒙脱土(MMT)制备酸性催化剂H-MMT,并以此为催化剂催化十六酸和十六醇酯化,制备十六酸十六醇酯。通过XRD、N2吸附-脱附、UV和FTIR等方法对催化剂进行表征。并考察反应时间、催化剂加入量、醇酸摩尔比、反应温度和催化剂重复利用次数对酯化率的影响。研究结果表明,反应时间3.5 h,催化剂加入量为十六酸质量的5%,醇酸摩尔比为1.3∶1,在180℃下反应酯化率能达到95%以上,催化剂重复使用4次,酯化率仍可达到88%左右。     

硝酸改性蒙脱土催化制备十六酸十六醇酯

用硝酸改性蒙脱土(MMT)制备酸性催化剂H-MMT,并以此为催化剂催化十六酸和十六醇酯化,制备十六酸十六醇酯。通过XRD、N2吸附-脱附、UV和FTIR等方法对催化剂进行表征。并考察反应时间、催化剂加入量、醇酸摩尔比、反应温度和催化剂重复利用次数对酯化率的影响。研究结果表明,反应时间3.5 h,催化剂加入量为十六酸质量的5%,醇酸摩尔比为1.3∶1,在180℃下反应酯化率能达到95%以上,催化剂重复使用4次,酯化率仍可达到88%左右。     

强酸性树脂催化制备乙醇酸甲酯

以强酸性离子交换树脂为催化剂,进行了乙醇酸酯化制备乙醇酸甲酯的试验研究,考察反应温度、醇酸物质的量比、催化剂用量及是否搅拌等因素对乙醇酸转化率与反应速率的影响。结果表明,在反应温度100℃、醇酸物质的量比8∶1、催化剂用量为乙醇酸质量的5%和搅拌的条件下,乙醇酸转化率达93%以上。     

NaY分子筛负载有机膦酸催化合成硬脂酸乙酯

以硬脂酸和无水乙醇为原料,NaY分子筛负载有机膦酸NaY/OPA为催化剂,催化合成硬脂酸乙酯。考察了催化剂用量、醇酸物质的量比、反应时间和反应温度等条件对酯化反应的影响。实验结果发现在2 g催化剂、醇酸物质的量比为4∶1、100℃,回流反应4 h条件下反应转化率可达到70.1%。     

食用香料桂酸乙酯合成新工艺研究

研究了对甲苯磺酸铜催化桂酸与乙醇间的酯化反应,考察了醇酸物质的量比、催化剂用量、反应时间和带水剂用量等因素对酯化率的影响.结果表明反应的优化条件是:当桂酸用量为0.1mol,醇酸物质的量比为1.8,甲苯磺酸铜用量为1.1g,带水剂环己烷为12mL,回流反应2.5h后酯化率可达97.3%,催化剂重复使用7次仍可保持较高活性.     

乙酸正己酯在β-沸石上的催化合成

用硅铝比为25的β-沸石分子筛作催化剂,对乙酸和正己醇的酯化反应进行了研究,考查了催化剂用量、醇酸摩尔比、反应时间等对乙酸正己酯的酯化产率的影响;并对沸石的表面酸量和酸强度进行了表征。结果表明,H-β沸石分子筛具有较好的催化性能,可循环使用,适宜的反应条件为:n(醇)∶n(酸)为1.0∶1.4,催化剂用量6g(1mol己醇),反应时间2.5h,醇的酯化率达96%以上。     

邻苯二甲酸二丁酯的合成及其动力学研究

研究了以苯酐和正丁醇为原料,用催化剂JY-0719催化合成邻苯二甲酸二丁酯的方法,探讨了催化剂用量、醇酸摩尔比及反应时间对反应结果的影响,并对酯化反应的动力学进行了研究。实验结果表明,催化剂JY-0719催化合成邻苯二甲酸二丁酯的最佳条件是,醇酸摩尔比为1∶3,催化剂质量分数为0.8%,反应在回流温度下进行270 min。酯化反应收率达到94%以上,产品分布符合连串反应的规律。单酯酸的生成是快反应,单酯酸与丁醇的反应是慢反应,且反应速率常数为0.9×10-3 L/(mol.min)。     

固体超强酸催化合成三醋酸甘油酯的研究

以固体超强酸为催化剂,对冰醋酸和甘油的酯化反应进行了研究.考察了催化剂用量、醇酸比、反应时间等对酯化反应的影响并确定了酯化反应的最佳条件.     

离子液体协同催化合成游离氨基酸酯

以L-氨基酸和醇为原料,酸性离子液体辅以少量强酸性阳离子交换树脂作催化剂,直接酯化合成了8种游离的L-氨基酸酯,并用1HNMR对产物进行了表征。通过L-苯丙氨酸正丁酯的合成对离子液体的活性进行了考察,结果表明,所选用的11种离子液体在反应过程中均起到了一定的催化作用和助溶作用。其中,[Hmim][HSO4]效果较好,在重复使用后,显示了较好的稳定性,是氨基酸酯化反应理想的催化剂和助溶剂。     

磺酸功能化咪唑类离子液体催化丁二酸与丁二醇预聚酯化的过程研究

采用咪唑、1,3-丙磺酸内酯、1,2-二溴乙烷、1,4-二溴丁烷和聚乙二醇-200等为原材料合成了四种功能性磺酸类咪唑离子液体,考察了这四种离子液体催化剂酯化合成丁二酸丁二醇酯的性能,研究了催化剂用量、醇酸摩尔比、反应时间等因素对酯化反应的影响,并与钛酸正丁酯及钛酸异丙酯催化剂进行对比,得出其较佳工艺条件为:使用双-(3-丙烷磺酸-1-亚丁基咪唑)磺酸功能化离子液体为催化剂,用量为丁二酸摩尔质量的0.40%,醇酸比为1.3:1,反应温度160℃,反应时间为2 h,酯化率最高达到94.2%.     

Brnsted酸型离子液体[Emim]HSO_4催化酯化反应的研究

以吡啶为探针分子,采用红外光谱对合成的离子液体[Emim]HSO4的酸性进行了表征。以[Emim]HSO4离子液体为催化剂研究了乙酸和乙醇的酯化反应。考察了反应温度、反应时间和离子液体／反应物量比对酯化反应的影响．实验得到的优化反应条件为：反应温度40℃,反应时间1h,离子液体：反应物：1：5时,乙酸的转化率为76．73％,乙酸乙酯的选择性为100％。反应后离子液体易于与反应产物分离。     

羧酸和烯烃酯化反应的催化剂研究进展

综述了20世纪60年代以来羧酸和烯烃酯化合成羧酸酯反应中催化剂的研究进展,包括磺酸类催化剂、多磷酸、离子液体、硅酸盐类催化剂、沸石分子筛催化剂、离子交换树脂、杂多酸类催化剂等,比较了各类催化剂的催化活性,并展望了羧酸和烯烃酯化反应的催化剂研究方向。     

固定化离子液体高效催化废弃食用油合成生物柴油

采用溶胶?凝胶技术和浸渍法制备了固定化1-(4-丁基磺酸)-3-甲基咪唑硫酸氢盐([(n-Bu-SO3H)MIm][HSO4])离子液体(IL),得到了一种适用于游离脂肪酸和甲醇酯化反应的不溶性IL催化体系,对合成的催化剂进行了表征,并对其活性进行了系统评价. 结果表明,离子液体成功负载于载体上,该固定化Br?nsted性离子液体在油酸和甲醇酯化反应中具有非常好的催化活性,在最佳反应条件下,油酸的转化率高达98.4%. 该催化剂用于催化高游离脂肪酸含量的废弃食用油酯化时,经后续碱催化酯交换反应,可获得收率高达94.7%的生物柴油.     

离子液体催化合成乙二醇双丙烯酸酯

使用酸性离子液体［Hnmp］HSO₄作为合成乙二醇双丙烯酸酯的催化剂,考察了原料配比、反应温度、反应时间、催化剂用量和带水剂用量对反应的影响,结果表明,当n(乙二醇)∶n(丙烯酸)=1.0∶2.2、反应温度为（120～125） ℃、反应时间60 min、催化剂用量为酸醇总物质的量的2.00%和带水剂甲苯用量20 mL的条件下, 酯化率达90.9%。     

氯化胆碱类离子液体催化合成柠檬酸三丁酯

以氯化胆碱和一水合对甲苯磺酸为原料制备了一种氯化胆碱类离子液体,并将其用于催化酯化柠檬酸三丁酯的合成反应。考察一水合柠檬酸与正丁醇物质的量比、催化剂用量、氯化胆碱与一水合对甲苯磺酸物质的量比、反应温度和反应时间对反应的影响及催化剂的重复使用性能。通过优化反应条件,得到较优的工艺条件:一水合柠檬酸与正丁醇物质的量比1.0∶4.0,催化剂用量为一水合柠檬酸质量的5.0%,氯化胆碱与一水合对甲苯磺酸物质的量比1.0∶1.0,反应温度150℃,反应时间4.0 h,此条件下,酯化率可达98.41%。回收分离得到的离子液体重复使用5次后,酯化率仍达93.13%,具有一定的工业应用价值。     

磺酸基功能化的离子液体催化合成柠檬酸三丁酯

研究了一系列磺酸根功能化的离子液体催化柠檬酸三丁酯的合成。系统考察了反应时间、酸与醇的配比、催化剂的用量、不同阳离子、不同阴离子等因素对反应的影响及催化剂重复使用性,优化了反应条件。结果表明,当酸与醇摩尔比为1∶4.5,催化剂用量为反应物总质量的1%,反应4 h,酯化率可达99%以上。     

烯酸加成酯化反应催化剂研究进展

烯烃与羧酸在催化剂作用下进行加成反应生成羧酸酯,这一反应属于原子经济反应,越来越受到研究者的关注。综述21世纪以来烯烃与羧酸加成酯化反应催化剂的研究进展,包括磺酸类催化剂、离子交换树脂催化剂、杂多酸化合物催化剂、离子液体催化剂、沸石分子筛催化剂和过渡金属化合物催化剂等,对各类催化剂活性进行比较,并展望烯酸加成酯化反应催化剂的研究方向。     

磺化交联壳聚糖树脂固体酸催化剂的制备及表征

引言壳聚糖是自然界的第二大天然有机物甲壳素的脱乙酰产物,具有来源丰富、环境友好的优点。壳聚糖分子同时含有活泼的氨基和羟基,可通过烷基化、酯化、希夫碱等反应进行化学修饰生成具有各种不同新型结构和功能的衍生物[1]。近年来壳聚糖在催化领域的应用受到了越来越多的关注,功能化