难溶杂多酸盐催化合成乳酸正丁酯
乙酸正丁酯合成的研究进展(1)
乙酸正丁酯合成的研究进展由宏君(辽宁石油化工大学石油化工学院,抚顺,113001)摘 要介绍了乙酸正丁酯的性能特点及其传统合成方法,同时进一步对国内目前合成乙酸正丁酯的各种制备条件进行了综合比较,其中催化剂主要包括无机盐、杂多酸、阳离子交换树脂、固体超强酸、磺酸类和负载型催化剂。
以乙酸和正丁醇为原料,在常压条件下能够合成乙酸正丁酯,这些方法具有工艺简单,设备投资低,能够使反应条件大大地改善,提高了产品的收率,并且为今后乙酸正丁酯的工业化生产提供理论依据。
关键词:乙酸正丁酯合成催化剂研究进展1 前言乙酸正丁酯是一种无色透明的可燃性液体,可用作食用香料,也可作清漆、人造革、塑料等的溶剂[1]。
乙酸正丁酯具有比乙酸戊酯略小的水果香味,它可与醇、酮、酯和大多数常用的有机溶剂互溶。
天然的乙酸正丁酯主要存在于苹果、香蕉、樱桃、葡萄等植物中,易挥发,难溶于水,能溶解油脂莘脑、树胶、松香等,有麻醉作用,有刺激性,其比重d420为0 8825,折光率n D20为1 3941,沸点为126 1 [2]。
目前工业上通常以浓硫酸作催化剂,由乙酸与正丁醇直接酯化来合成乙酸正丁酯。
该方法存在腐蚀设备、副产品多、后处理繁琐、容易污染环境、产率低等缺点[3]。
随着人们的环保意识的提高,利用其它催化剂代替硫酸催化乙酸正丁酯成为必然趋势。
近几年来,不少学者在合成乙酸正丁酯方面作出了大量的工作,并且取得了一些成果。
本文就国内有关催化合成乙酸正丁酯的催化剂进行了全面的论述。
2 无机盐催化合成乙酸正丁酯无机盐大多性质稳定,来源广泛,对设备几乎没有腐蚀,反应条件温和,不会对环境造成太大污染。
但是由于无机盐容易潮解,影响其催化的效果。
常用的催化剂有三氯化铝、三氯化铁、硫酸钛、十二水合硫酸铁铵、五水合氯化锡、一水合硫酸氢钠和硫酸锌。
2 1 三氯化铝宁满霞[4]利用结晶三氯化铝为催化剂合成乙酸正丁酯,最佳反应条件是:醇酸摩尔比为1 6、反应时间为39m in、催化剂用量为3 5g、反应产率可达86 4%。
杂多酸催化剂上的酯化反应
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目录
• 杂多酸催化剂介绍 • 酯化反应原理 • 杂多酸催化剂在酯化反应中的应用 • 杂多酸催化剂的表征与优化 • 酯化反应的工艺流程与操作条件 • 研究展望与工业化前景
01
杂多酸催化剂介绍
杂多酸的组成和结构
杂多酸是一种由中心原子(P, B,Si等)和配位体(如O,S,
酯化反应的定义和化学过程
酯化反应定义
酯化反应是一种有机化学反应, 涉及羧酸与醇之间通过酯键形成 酯类化合物。
化学过程
羧酸与醇在催化剂的作用下,通 过脱水、脱醇等步骤生成酯类化 合物。这个过程需要一定的能量 ,如加热、加压等。
酯化反应的机理与动力学
机理
酯化反应的机理主要涉及亲核试剂(醇)对亲电子试剂(羧酸)的攻击,生成 酯类化合物和水。在这个过程中,催化剂可以降低反应活化能,加速反应速度 。
VS
详细描述
操作条件的优化包括温度、压力、搅拌速 度、反应时间等因素。通过实践和实验数 据的分析,可以找到最佳的操作条件,提 高催化剂活性和产物收率。
酯化反应的产物分离与后处理技术
总结词
产物分离与后处理是酯化反应的重要环节, 需要采用有效的技术手段。
详细描述
产物分离方面,通常采用蒸馏、萃取、过滤 等技术,根据产物的性质和要求选择合适的 方法。后处理方面,可以进行产品精制、提 纯、干燥等操作,以满足产品的质量要求。
元素分析
测定催化剂中各元素的含量, 如H、N、O等,以了解其化学
组成。
红外光谱
分析催化剂的官能团和化学结 构,如酸性基团、有机配体等 。
热分析
通过热重、差热分析等方法研 究催化剂的热稳定性及分解行 为。
双核离子液体_杂多酸催化剂上高选择性合成单十二烷基磷酸酯
石油学报(石油加工)2011年6月 ACT A PET ROLEI SINICA(PET ROLEU M PROCE SSING S ECTION) 第27卷第3期 文章编号:1001 8719(2011)03 0482 06双核离子液体 杂多酸催化剂上高选择性合成单十二烷基磷酸酯梁金花1,徐 玥2,任晓乾2,姜 岷1,李振江1(1.南京工业大学生物与制药工程学院,江苏南京210009; 2.南京工业大学化学化工学院,江苏南京210009)摘要:采用两步法制备了功能化双咪唑核离子液体 杂多酸盐催化剂,并用F T IR对催化剂的结构进行了表征,考察了其在正十二醇与磷酸(质量分数85%)直接酯化高选择性地合成单十二烷基磷酸酯反应中的催化性能。
结果表明,所合成的催化剂中杂多酸的Keg g in结构均得到了较好的保持。
杂多酸 离子液体复合催化剂的催化性能优于传统的纯杂多酸催化剂,其中在双 (3 甲基 1 咪唑)亚丁基磷钨酸盐催化剂质量分数0.67%、反应温度90 和反应时间1h的条件下,单酯收率和选择性分别达到了43.5%和99.9%;加入甲苯携水剂后,在最佳催化剂用量0.8%(质量分数)和120 下反应24h,单酯收率为93.5%,选择性为99.8%;重复使用6次后,该催化剂的活性基本保持不变,表明该功能性双核杂多酸离子液体是一种有潜力的新型酯化有机 无机复合催化材料。
关 键 词:双核离子液体;杂多酸;酯化反应;单十二烷基磷酸酯中图分类号:T Q517.4 文献标识码:A doi:10.3969/j.issn.1001 8719.2011.03.026Synthesis of Mono dodecyl Phosphate Ester With High Selectivity Over theBicationic Heteropoly Acid C atalystsLIANG Jinhua1,XU Yue2,REN Xiaoqian2,JIANG Min1,LI Zhenjiang1(1.Colleg e of Biotechnolog y and P harmace utical Eng inee ring,Nanj ing Univ er sity of Te chnolog y,N anj ing210009,China;2.Colle ge of Che mistry and Ch emical En gineering,N anj ing Univ ersity of T echn olog y,Nanj ing210009,China)Abstract:A series of ionic liquid hetero po ly acid hybrid catalysts w ith bi imidazo lium cation w er e prepared via a tw o step m ethod.The structures of catalysts w ere characterized by FT IR.T he catalytic perfo rmances of direct esterification of phosphoric acid w ith laury l alcohol to mono dodecyl phosphate w ith high selectivity w ere studied.The results indicated that the hybrid catalysts had the same Kegg in ty pe structur e as that of hetero poly acid.T he catalytic activ ity of hy brid catalyst w as hig her than that of the pure heter opo ly acid catalyst.With0.67%(m ass fraction)cataly st do sage, the bis (3 m ethyl 1 im idazolium)butylene phosphotungstate catalyst possessed the best catalytic performance w ith43.5%yield and99.9%selectivity of m ono dodecy l phosphate under90 for1h reactio n am ong the hybrid cataly sts.With toluene as dehydrant,a hig h yield o f93.5%w ith a very hig h selectivity of99.8%for mono dodecyl phosphate w as achieved w hen the direct esterificatio n o f phosphoric acid w ith lauryl alcohol w as carried o ut at120 for24h under the optim um catalyst dosage of0.8%(m ass fr actio n).The excellent activity and perfect reusability dur ing a six r ecycle test demo nstr ated that the bi imidazo lium cation ionic liquid heter opo ly acid w as a very potential收稿日期:2010 02 09基金项目:国家重点基础研究发展计划项目(2009CB724701)资助第一作者:梁金花,女,讲师,博士,从事工业催化、有机合成、高分子材料的研究通讯联系人:任晓乾,男,副教授,博士,从事工业催化、有机合成、化学工程等方面的研究;Tel:025 ********;E mai l:xqren@organic inor ganic hybrid catalyst.Key words:dicationic ionic liquids;hetero po ly acid;esterificatio n;mo no do decy l pho sphate长链单烷基磷酸酯是一类重要的阴离子表面活性剂,在化工、材料等领域具有广泛的应用。
乙酸正丁酯的制备 毕业论文
中文摘要乙酸正丁酯的合成有许多种方法,有对甲苯磺酸、钨钛杂多酸盐、浓H2S04一K Cr2 07、改性煤基活性炭、固体超强酸、浓硫酸等作催化剂的合成。
本实验以浓硫酸作催化剂,以冰乙酸和正丁醇为原料合成乙酸正丁酯,考察醇与酸物质的量比、反响时间、催化剂用量等因素对酯化率的影响。
得出反响的最正确条件为: V(正丁醇):V(冰乙酸)=1.6:1.0,催化剂用量为冰乙酸,质量的3%,反响温度124℃~126℃,反响时间45min左右,用浓硫酸作催化剂时,乙酸正丁酯的收率为69%~76%。
关键词:乙酸正丁酯;酯化反响;催化剂ABSTRACTSynthesis of butyl acetate There are many ways for acid, titanium tungsten heteropoly acid, concentrated H2S04—KCr207, modified coal-based activated carbon, solid super acid, concentrated sulfuric acid as catalyst. In this experiment, concentrated sulfuric acid as catalyst to acetic acid and butanol to butyl acetate was synthesized to study alcohol and acid molar ratio, reaction time, catalyst amount on esterification rate. The optimal reaction conditions were: V (n-butyl alcohol): V (acetic acid) = 1.6:1.0, catalyst and acetic acid, with 3%, reaction temperature 124 ℃~ 126 ℃, reaction 45min time around, with concentrated sulfuric acid catalyst and butyl acetate the yield was 69% ~ 76%.Keywords:butyl acetate; esterification ;catalyst目录目录 (1)第一章前言 (4)乙酸正丁酯的简介 (4)乙酸正丁酯的性质 (4)乙酸正丁酯的用途 (4)羧酸酯的生产现状与开展趋势 (5)对环境的影响 (5)第二章实验内容 (6)2.1 仪器及试剂 (6)仪器 (6)2.1.2 试剂 (7)实验内容 (7)2.3 乙酸正丁酯性能测试方法 (8)2.4 实验结果与讨论 (9)醇酸质量比的不同对产物的影响 (9)反响时间不同对产物的影响 (9)催化剂用量不同对产物的不同 (10)第三章总结 (10)参考文献 ................................................................................................... .. (11)致谢 ........................................................................................................... .. (12)第一章前言乙酸正丁酯的简介乙酸正丁酯,英文名:n-Butyl acetate 别名:醋酸正丁酯,结构式:CH3COO(CH3)3CH3 。
催化酯化合成丁酸正丁酯的研究进展
mo i m f ri uf t , f ro s uf t , c r m s l t , t a i m s l t , s d u nu e r s l e er u s l e e i c a a u u ae i n u f t u a e o i m b s l t , q ae n r f iu f e a u t r ay a mmo i m at o i s p e cd e e o oy c d n l c l r se e e l s l a ay t a d e — nu s l ,s l d u p r a i ,h t r p l a i ,a d moe u a i v t a oi c t l s n s a e u e a c t ls o h e t r c t n i se d f s l h r a i .T e s r c : oi a ay t n b s d s aa y t f r t e se i ai n t a o u p u i cd d c i f o c h
L U Me - a YU S a — i GUAN S i b n I i y n, h n x n, h— i
(oee o h m sy ad C e ia E gnei , n om lU iesy hn sa 4 0 8,Hua ,C ia Cl g fC e ir n h m cl nier g Hua N r a nvri ,C agh 10 1 l t n n t n n hn)
于 4 0 ,通过 M 0 或 Z O或正 丁醇 蒸汽 于 10 ~ 在 开发 一 些无 毒 、 0℃ n n 8℃ 无腐 蚀 、 分离 的 固体催 化剂 , 可 以取
2 0C通 过 C O V 0 ̄ u — O来 合成 [;正丁 醇利 用 N 2 0 氧 代 传统 的 酸催化 剂 , 别 是环 境友 好催 化 剂倍 受 人们 ] ac 7 r 特 化 , 酸 催化 酯 化 合 成 [; 硫 4 以及 丁醇 电解 直 接 合成 隋。 关注 。 ] ] 丁 醇蒸 汽高温 下 通过 金 属氧 化物 合 成法 , 艺 条 件较 工 复杂, 设备要 求 高 , 品收 率低 ; 铬酸 盐氧 化 酯化 法 1 磺 酸 催 化 合成 丁 酸 正丁 酯 产 重 产 品 收率低 ( 1 一 7 ) 有严 重铬 污 染 ; 4% 4% , 丁醇 电解 法需 较 多 电 能 , 用 P — b 阳极 、 u作 阴 极 , 本 高 , 11 对 甲苯磺 酸 利 b PO 作 C 成 . 有金 属污染 。所 以上 述方 法均难 实现 工业化 生产 。 目 对 甲苯磺 酸 (- HC S 3・2) p C 3 ̄ 0H H0 是一 种强 有机 酸 ,
硅钨酸锡催化合成油酸正丁酯
硅钨酸锡催化合成油酸正丁酯赖君玲;刘刚;王婧;罗根祥【摘要】The catalyst stannum silicotungstat was prepared and characterized ,then the esterification of n-butanol and oleic acid was studied .The effect of molar ratio of acid to alcohol ,the amount of catalysts ,reaction time and reaction temperature were investigated .Under the optimum conditions ,the conversion ratio of oleic acid is 90 .4% .%合成出硅钨酸锡催化剂,进行了XRD和T G的表征并用于油酸和正丁醇的酯化反应。
考察了酸醇物质的量比、催化剂与油酸的质量比、反应时间和反应温度对酯化反应的影响。
在最佳实验条件下,油酸的转化率最高为90.4%。
【期刊名称】《辽宁石油化工大学学报》【年(卷),期】2013(000)003【总页数】4页(P16-18,23)【关键词】硅钨酸锡;油酸正丁酯;酯化反应【作者】赖君玲;刘刚;王婧;罗根祥【作者单位】辽宁石油化工大学化学与材料科学学院,辽宁抚顺113001;抚顺石化经济技术开发实业总公司,辽宁抚顺113013;辽宁石油化工大学化学与材料科学学院,辽宁抚顺113001;辽宁石油化工大学化学与材料科学学院,辽宁抚顺113001【正文语种】中文【中图分类】TE662;TQ655油酸正丁酯是一种重要的化工产品,广泛用于机械油的油性添加剂、染料的表面润湿剂、乙基纤维素的增塑剂和润滑剂等[1]。
传统的合成油酸正丁酯的方法是采用浓硫酸为催化剂来制备的,该方法反应时间长、副反应多,浓硫酸对设备腐蚀很严重[2]。
负载型杂多酸盐催化合成乙酸正丁酯
J n ,2 0 u. 0 8
负载 型 杂 多酸 盐催 化 合 成 乙酸正 丁酯
单 秋 杰
( 齐 哈 尔 大 学 化 学 与化 学 工 程 学 院 , 齐 黑龙 江 齐 齐 哈 尔 11 0 ) 6 0 6
摘 要 : SO 用 i 为 载 体 , 4 不 同 温 度 下 分 别 负 载 硅 钨 杂 多 酸 和 磷 钨 杂多 酸 , 正 丁 醇 和 冰 乙 酸 为 在 种 以
b s e c i n c n i o s a e t a l rr t u a o o a e i a i s 1:1 h o a eo a ay ti 1 e tr a t o d t n r h tmo a a i b t n lt c t cd i o i o c ,t e d s g fc t l s s
微波辐射相转移催化合成乳酸正丁酯
在 20 L平底 烧瓶 中依 次放 入乳 酸钠 43 ( .5 o) 溴代 正 丁烷 2 . m ( .0 o)T A .8 5m .mL 0 0 m 1 , 15 L 0 2 m 1 ,B B04 g 乳 酸钠 物质 的量 的 3 , 0 0 1 o) 水 3 L 搅拌 均匀 , 平底 烧瓶 置 于微 波炉平 台上 , 回流 冷 凝 ( % 即 .05m 1 , m , 将 接
高, 产率高等优点 , 具有很好的应用前景.
1 实验部分
1 1 反 应原理 .
o
I l
叶 H COa H HC C2r - ON+C C2H HB 3 2
OH
C3 H H一 一 oHc2H H 州帕 c2 2 3 r H C C
OH
12 主 要仪器 与 试剂 . 经 改装 的 L G家 用微 波炉 ; Y2 WA -S数显 阿 贝折射 仪 ; 岛津 F 80 HR 40型 红外 光谱 仪 ; 准 口 2 标 2型有 机 合 成制 备仪器 ; 水器 . 分 乳 酸钠 ( . )溴代 正 丁烷 ( . . ; A R. ; C R ) 四丁基 溴 化 铵 ( B B, . ) T A C R. ;三 乙基 苄 基 氯 化 铵 ( E A C T B C, . R. ; )十六 烷基 三 甲基氯 化铵 ( T C, . . ; H A C R ) 无水 硫酸镁 ( R )氯 化钠 ( R ) A. . , A. . .
关键 词 : 微波辐射 ;相转移催化 ; 合成 ; 乳酸正丁酯
中 图 分 类 号 : Q 5 T 67 文献标识码 : A
乳 酸正 丁酯无 色透 明 , 具有果 香气 味 , 微溶 于水 , 一种性 能优 良 、 是 作用 广泛 的高 沸点 的溶 剂 和受人 欢
不同催化剂对合成乙酸正丁酯的效果比较 论文
不同催化剂对合成乙酸正丁酯的效果比较学校: 学院: 专业:年级:指导老师:摘要:以乙酸和正丁醇为原料,分别以浓硫酸、一水硫酸氢钠、十二水硫酸铁铵、对甲苯磺酸、氨基磺酸、六水合三氯化铁为催化剂合成乙酸正丁酯。
根据产率、折光率等对产物进行分析,再根据催化剂用量及造价得出该反应的最佳催化剂。
其中,浓硫酸、一水硫酸氢钠、对甲苯磺酸及十二水硫酸铁铵催化效率较高,尤其是一水硫酸氢钠及对甲苯磺酸在催化过程中反应物及生成物几乎无色,而且克服了酸催化反应腐蚀和污染问题,为今后乙酸正丁酯的工业化生产提供理论依据。
关键词:乙酸正丁酯催化剂合成1. 前言部分乙酸正丁酯是一种无色透明的可燃性液体,可用作食用香料,也可作清漆、人造革、塑料等的溶剂。
乙酸正丁酯具有比乙酸戊酯略小的水果香味,它可与醇、酮、酯和大多数常用的有机溶剂互溶。
天然的乙酸正丁酯主要存在于苹果、香蕉、樱桃、葡萄等植物中,易挥发,难溶于水,能溶解油脂莘脑,树胶,松香等,有麻醉作用,有刺激性,其折光率为(n20D)1.3941。
,沸点为126.1,相对密度(d2020)0.8826,凝固点—77℃,沸点125~126℃。
易燃,蒸气能与空气形成爆炸性混合物,爆炸极限1.4%~8.0%(体积)。
本实验以冰醋酸和正丁醇为原料,制作乙酸正丁酯。
其反应方程式为:CH3COOH+CH3CH2CH2CH2OH−←催化剂CH3COOCH2CH2CH2CH3+H2O−→酯化反应是一个可逆反应,而且在室温下反应速度很慢。
为了促使反应向右进行,通常采用增加酸或醇的浓度或连续地移去产物(酯和水)的方式,使平衡向生成物方向移动,以促使酯化反应趋于完全。
同时加入适当催化剂,加热到一定温度均可加快反应速率。
目前工业上通常以浓硫酸作催化剂,由乙酸与正丁醇直接酯化来合成乙酸正丁酯,该方法存在腐蚀设备、副产品多、后处理繁琐、容易污染环境、产率低等缺点。
随着人们的环保意识的提高,利用其它催化剂代替硫酸催化乙酸正丁酯成为必然趋势。
杂多酸(盐)及其催化
3
杂多酸催化剂的应用进展
杂多酸的酸催化
目前用作催化剂的主要是分子式为HnAB12O40xH2O具 有Keggin结构的杂多酸,其酸强度是较为均一的质子酸, 其酸性可以通过下列方法加以调变。
AND APPLIED CATALYSISSCIENCE VOL 292 11 MAY 2001
4
展望
1. 随着石油化工与精细化工的发展,催化材料的多功能性成为研究的新目标。杂多酸是 一种酸碱性与氧化还原性兼具的双功能型催化剂,对于新催化过程的研究具有重要意义。
2. 随着分子“剪裁”技术的迅速兴起,新型催化材料层出不穷。 杂多酸的阴离子结构 稳定,性质却随组成元素不同而异,可以以分子设计的手段,通过改变分子组成和结构 来调变其催化性能,以满足特定催化过程要求。
Catalysis Today 60 (2000) 193–207 NATAUpRpAlLieGdASCUaTtaILlIyZsAiTsIOAN: General 256 (2003) 107–113 ANADpApPlPiLeIdEDCCaAtTaAlyLYsiSsISA: General 165 (1997) 219-226
醛及CO的氧化反应 低温下醇脱水反应 脱氢氧化及氢的氧化反应
1
杂多酸的结构和特性
杂多化酸独特的组成和结构,赋予它一系列的优点, 主要特性如下:
1
具有确定的Keggin等结构
2
具有酸性和氧化性
Tex 3 Text
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5
独立的反应场所 Concept
固载杂多酸催化合成乳酸正丁酯
2 结 果 与讨 论
2 1 催 化 剂 用 量 对 酯 化 产 率 的 影 响 .
收 稿 日期 :0 1 1 2 2 O —1 — 8
第 1 者简 介 : 顺 梅 (9 5 )女 、 南新 乡ห้องสมุดไป่ตู้ . 乡 师 范 高等 专 科 学 校 讲 师 作 王 16  ̄ . 河 、新
表 1 催 化 剂 用 量 对 反 应 产 率 的 影 响
实 验 结 果 表 明 , 载 杂 多 酸 催 化 剂 P :SO 对 该 反 应 有 很 高 的催 化 活 性 , 着 催 化 剂 用 量 的 增 加 , 固 W i / 随 酯 化反应 的产 率也 随着增加 , 当催 化 剂 用 量 达 到 乳 酸 质 量 的 5 时 , 率 达 到 最 大值 , 续 增 加 催 化 剂 的 用 量 , 产 继 酯化 反应 产 率反而 开始 下 降 , 主要是 由于催 化 剂用 量过多 引起 了较多 的副 反应 所致. 以 , 这 所 催化 剂 用 量 以
1 实
验
1 1 实 验 试 剂 .
乳 酸 , 丁 醇 均 为 分 析 纯 ; 载 杂 多 酸 催 化 剂 P 。 soz 自制 . 正 固 W 2 i 为 / 1 2 固载 杂 多 酸 催 化 剂 P . so . W i 的 制 备 /
准 确 称 取一 定量 的 Na i ・ HO 和 H_P : 4 分 别 配成 水 溶液 , 酸 性条 件 下 按 P z O 9 S [w O ]・ H O 在 w・ /
的 高 教 催 化 剂 ] 目前 有 关 P 。 多 酸 催 化 酯 化 的 研 究 大 多 限 于 均 相 催 化 体 系 , 于 催 化 剂 回 收 上 的 困 , w 杂 由
难溶杂多酸盐催化合成乳酸正丁酯
第25卷第3期河北理工学院学报Vol125No13 2003年8月Journal of Hebei Institute of Technology Aug.2003文章编号:1007-2829(2003)03-0101-03难溶杂多酸盐催化合成乳酸正丁酯董玉环,孟庆朝,周长山(唐山师范学院化学系,河北唐山063000)关键词:硅钨酸三乙酸醇胺盐;磷钨酸三乙醇胺盐;乳酸正丁酯;酯化反应摘要:合成了硅钨三乙醇胺盐和磷钨酸三乙醇胺盐,并以它们为催化剂,合成了乳酸正丁酯。
并对硅钨酸三乙醇胺盐催化合成乳酸正丁的工艺条件进行了研究。
该催化剂易回收,可重复使用5次以上。
中图分类号:TQ225124文献标识码:A乳酸正丁酯是一类重要的A-羟基酯类化合物,主要用作工业溶剂和食用合成香料[1]。
目前工业上合成乳酸正丁酯以硫酸为催化剂,由乳酸和正丁醇直接进行酯化。
用硫酸作为酯化反应的催化剂虽然价格低廉,活性较高,但它对设备有较强的腐蚀性,且酯化时常伴有氧化、脱水等副反应,影响了产品质量。
杂多酸对酯化反应具有较高的催化活性[2,3]其缺点是可溶于醇,回收困难而价格比较昂贵。
我们将硅钨酸和磷钨酸分别制成三乙醇胺盐,比较了它们催化合成乳酸正丁酯的催化活性,对硅钨酸盐催化合成乳酸正丁酯的工艺条件进行了研究。
在最佳条件下,酯化率达到了8419%,该催化剂不溶于醇,易于回收,可重复使用。
1实验111试剂与仪器乳酸为质量分数80~85%的市售化学纯试剂,其它试剂均为市售分析纯试剂。
BID)BAD EXALIBUR FTS3000红外光谱仪,102G气相色谱仪。
112杂多酸盐的合成将硅钨酸或磷钨酸012mmol,三乙醇胺盐8mmol分别溶于无水乙醇混合后,搅拌回流反应2h,经过滤,洗涤即得催化剂硅钨酸三乙醇胺盐和磷钨酸三乙醇胺盐,产率分别为9116%和8417%。
113酯化反应酯化反应在装有分水器,温度计和回流冷凝管的100ml三颈瓶中进行,向瓶中加入收稿日期:2002-09-23作者简介:董玉环(1957-),女,河北乐亭人,唐山师范学院化学系副教授,学士。
非液体酸催化剂在酯化反应中的应用
、 苯乙酸异丁酯 4’5等脂肪酸酯良好的催化剂。但不同的
酯, 催化剂的效果也不同, 如氯乙酸脂肪醇酯4,5、 丙酸酯 4-5 的合成中,虽然 +)%&*" ・ ・ *. */ 、 +)%&, -. */ 、 %0%&*、 ()%&*、 ・ ・ 1&%&’、 %6%&’ 都具有催化活性 , 但 以 +)%&* *. */ 、 +)%&, 甘 -. */ 的催化活性更好。近来在合成柠檬酸三丁酯 475、 4 85 油 三 醋 酸 酯 中 发 现 用 活 性 炭 吸 附 +)%&, ・ -. */ 为 催 化 剂具有酯化率高、 产品分离提纯简单、 产品质量好、 无腐 蚀、 无污染等优点。随着各种稀土氯化物催化活性的报 道,人们探索出轻稀土氯化物也有良好的催化活性, 如 用混合的氯化稀土催化合成柠檬酸三丁酯 495, 为酯的合
改性片麻岩 """" 3""
) *.+
吉大化学系那祟武以辽宁北镇产片麻岩为主要成 分, 经改性后, 以其为催化剂合成了醋酸酯类、 己酸乙 酯、 氯乙酸异丙酯及丙烯酸 4*4 乙基 4 己醇酯。它的 催化效率与浓硫酸相当或高于浓硫酸,又可重复使用 或连续使用, 不污染环境, 用量少, 原料价廉易得, 是安 全生产有机羧酸酯的较好催化剂。
路易斯酸 !""
路易斯酸在酯化反应中具有酯化率高,酯化温度 低, 反应时间短, 后处理简单, 催化剂可重复使用等特 点 。 常 见 的 路 易 斯 酸 有 固 体 #$%&’、 ()%&*、 +)%&,・ -. */ 、
杂多酸
• 固体H PA 盐的催化作用, 具有一般均相催化所没有的特点。在甲醇转化、 • 丁烯异构化及醉脱水反应中, 不仅H PA 的重金属盐, 碱金属盐及有机碱的中 • 性盐也显示出相当高的活性。对于这种中性盐的催化机理, 现在还没有明确 • 的解释, 但显然和晶格中的HPA 阴离子有关。
• (二) 氧化一还原催化反应 • 1.均相 • 在由H PA 组成的双组份催化体系中, H PA+Pd 11是最重要的双组份液相氧化催化剂。这 • 是以HPA 取代CuCl, 的一种新型的Wacker催化体系。以HPA 代替CuCI : 的优点是: • (l )避免了生成卤化副产物, • (2 ) 减少了对反应器的腐蚀, • (3 ) 提高了Pd11的反应活性。 • 这一体系和原来的催化体系一样可以催化一系列反应, 其中最主要的有: 通过氧化阴离子化由烯
• 因此, 认为在上述两种催化体系上的反应机理是不同的。在固体HPA 上, 氧可 能以三种不同的状态参与反应 :
• (l) 反应和吸附氧直接有关(吸附部位现在仍不清楚). • (2) 像复合氧化物中的晶格氧那样, 杂多酸阴离子的骨架氧脱离出来生成氧化产
物和水。
• (3 ) 杂多酸阴离子只和摘除H 有关, 而气 • 相氧分子只是用来再氧化还原态的HPA 阴离子。
• 一样即形成杂多酸盐, 而当酸根中含有2 种以上的配位原子时, 则形成混合杂多酸(简记H PA n, ), 可以作为杂原子的元素按族列于表1 , 能
• 作为配位原子的主要有 • Mo、w 和v , 另外还有Cr 、Nb 和Ta 等。在 • 大量发现的杂多酸阴离子结构中, Keggin 结 • 构是最有代表性的(见图l: )。除此之外, 还有 • 一些如图1 所列的阴离子结构。它们之间的 • 差别主要在于中央离子的配位状态(配位数)和
乳酸丁酯的合成及分析
乳酸丁酯的合成及分析乳酸丁酯是一种多用途的有机化合物,它的应用涉及到许多行业,是生物学的重要化合物,也是材料科学、医药、化妆品等领域的重要成分。
因此,乳酸丁酯的合成和分析技术对于改善我们的生活质量至关重要。
本文将针对乳酸丁酯的合成和分析技术进行详细探讨,以期为其应用提供一种业界参考。
一、乳酸丁酯的合成1.1应原理乳酸丁酯是由乙醇和乳酸在酸性条件下通过过酸水解反应合成的。
这一反应中,乙醇受到碱性条件的影响,发生剥离反应,形成乳酸和乙醛,而催化剂(酸)使乙醛受到活化,经过优化的反应操作,乙醛最终和乳酸发生水解反应,形成乳酸丁酯。
1.2 优化反应原理为了有效地提高反应的速率和效率,研究人员发展出了一系列优化技术。
其中,对催化剂(酸)进行优化,以最大化乙醛活化反应;对反应温度进行调控,以提高乙醛水解反应的速率,保持反应稳定;防止乳酸水解形成醇类;在反应中加入一定量的水,以增强酸的反应活性;采用“溶剂添加法”,制备乳酸丁酯;使用同位素分析反应物,以确保反应的质量。
二、乳酸丁酯的分析乳酸丁酯的分析技术非常重要,主要包括傅立叶红外光谱分析、气相色谱法、液相色谱法、水解分析法、X射线衍射分析、核磁共振等。
2.1立叶红外光谱分析傅立叶红外光谱分析可以获得乳酸丁酯合成样品的精确数据,这些数据可以对反应过程中凝固物的形成进行精确测定。
此外,该分析方法还可以准确检测出反应体系中的副反应产物。
2.2相色谱法气相色谱法可用于分析乳酸丁酯的完整结构,如含氧官能团、芳香氢基和羧基等。
该方法具有准确度高、操作简单的特点,可以高效检测乳酸丁酯的组成结构。
2.3相色谱法液相色谱法也称为液相色谱和质谱分析,它可以用来分析乳酸丁酯,以确定它的结构,给出详细的定性和定量数据,并具有准确度高和操作容易的特点。
2.4解分析法水解分析法是乳酸丁酯的重要分析方法之一,它可以用来测定乳酸丁酯的定性和定量数据,也可以直接分析乳酸丁酯中有机污染物的含量,从而为其结构提供准确的分析结果。
绿色增塑剂柠檬酸三正丁酯性能及用途
绿色增塑剂柠檬酸三正丁酯性能及用途绿色增塑剂柠檬酸三正丁酯性能及用途随着我国塑料工业的迅速发展,聚氯乙烯(PVC)作为塑料工业的主要产品之一,其应用领域越来越广泛。
聚氯乙烯,尤其是软制品,在加工过程中需要使用大量的增塑剂,目前使用的增塑剂主要是邻苯二甲酸酯类产品。
但是由于存在潜在的致癌性,国外已经严格控制其使用。
我国也已经制订了相关的法律和法规,将逐步淘汰邻苯二甲酸酯类在食品包装材料、医疗器具以及儿童玩具等方面使用。
因此,传统增塑剂的应用领域受到限制,研究开发新型、绿色增塑剂已经成为当务之急。
其中柠檬酸三正丁酯就是一种开发利用前景广阔的新型绿色增塑剂。
1 柠檬酸三正丁酯的性能及用途[1]柠檬酸三正丁酯(简称TBC),分子式为C18H32O7,相对分子质量为360.44,外观为无色或谈黄色油状液体,沸点为170℃/1,033Pa,密度1.042g/cm3,折射率(nD25)为1.443-1.445,粘度为31.9mPs(25℃),凝固点-20℃,溶于丙酮、四氯化碳、矿物油、醋酸、蓖麻油、亚麻油、醇等有机溶剂。
不溶于水,无毒无味,挥发性小,耐热、光、水,与乙烯基树脂、醋酸纤维素、乙酰基丁酸纤维素、乙基纤维素、苄基纤维素等相容性好。
具有抗细菌与不滋长细菌,无刺激性,具阻燃及可降解性。
柠檬酸三正丁酯因其耐寒,在寒冷地区使用仍可以保持良好的挠曲性,又耐热、光、水,在熔封时因热稳定性好而不变色,无毒又安全经久耐用,适合作食品包装、医药物品包装、血浆袋及一次性输液管等。
柠檬酸三正丁酯可增塑PVC、PE、PP以及纤维素树脂。
其相容性好,在乙基纤维素膜中用量可达40%,大膜塑料中用量为10%以下。
柠檬酸三正丁酯与其它无毒增塑剂共用可增加制品的硬度,尤对软的纤维醚更为适用。
柠檬酸三正丁酯为无毒又抗菌,不滋长细菌,还具阻燃作用,所以在乙烯基树脂中用量甚大,可用于片材、薄膜、饮料管、食品瓶密封圈、医疗机械及医院内围墙、家庭、饭店、宾馆及学校、办公楼与公共场所的壁板、天花板、尤其食堂灶间、卫生间、餐厅等需灭菌阻燃增塑剂的塑料。
杂多酸在酯化反应中的应用
酸 的总称 。杂多酸按其 阴离子一级结 构可分 为 lgnDw ( g ,a- ei Sl neo,a hSvrn O, dsn , ,l t 等类 型L, 中分子 式为 A l I A r W e ieo 5其 j B 2
・ 0的 K g n型杂多酸应用最多 。 x P ̄ . 与传统催化剂相 比, 杂多酸具有独特 的优越性 :1杂多 ()
在均相条件中杂多酸可用水萃取出来再重复利用或作它用。
( 独特的反应场。杂多酸具有像沸石一样 的笼状结构 , 杂 3 ) 其
钨杂多酸与钼杂多酸相 比有较低 的氧 化电位 , 反应过程
中不易被还原, 因而酸性不会降低, 催化效果优于后者。表 1] 6’ 1t3总结了不同杂多酸在合成乙酸乙戊酯的反应中的催 9: 8 (- 3
蚀严重 , 而且废酸的排 放对 环境造成严重 污染。近年来随着
但是杂多酸比表 面积较小( 0Eg, <1 / )不利于充 分发挥 m 催化活 性。因此 , 制备具 有大 单价 阳离 子 的盐 ( 例如 N 、
K 等)对杂多 酸负载 , 、 , 提高其 比表面积 , 为研 究者关 成
为原 料合成 己二酸二丁酯 。通过 正交 实验 考察 了影 响酯化
率的各种因素 , 最佳反应条 件为 : 确定 己二酸用 量00t l , .o 时 5o
催化剂表面的酸 陛蒯 顷 变关系 , 这主要是 由杂多酸与载体表
面 的相互作 用造成 的。
正丁醇与 已二酸 的物质 的量 比为 26催化 剂0 g1 L甲苯 ., . ,m 3 5 作带水剂 , 回流温度下反应 3nn酯化 率达 9%以上 。 0 ,  ̄ 9 靳会杰等人 以磷 钼钒杂多酸 HP o 3 为催化剂 , J 6 g M V 通 过乙酸和 乙醇反应合 成 乙酸 乙酯 。分 别考察 了醇酸摩尔 比、 催化 剂 用 量 、 回流 时 间 对 酯 化 率 的影 响 , 验 结 果 表 明: 实
杂多酸催化剂在酯化反应中的新应用
1 杂多酸的结构特征和酸性
颜色变深, 影响产品精制和原料回收。(2) 严 杂多酸是由杂原子 (如 P、Si、Ge 等) 和
重腐蚀设备, 增加固定资产投资和生产成本。 过渡金属 (如M o、W 、V 等) 通过氧原子桥
(3) 三废处理麻烦, 污染环境。为此, 国内外 连接配位而成的配合化合物。在杂多酸中, 杂
二级结构。反荷阳离子、杂多阴离子和结构水
在三维空间形成三级结构。 杂多酸分子中含
有很多水合质子, 是很强的质子酸。酸强度测 定实验结果表明, 杂多酸的酸性强于通常的
无机酸。 杂多酸除在水溶液中有很强的酸性
外, 在有机溶剂中, 也可解离出质子, 显示出
很强的酸性。 如杂多酸在丙酮中的酸强度次
序为: H 3PW 12O 40> H 4PW 11O 40> H 3PM o 12O 40 ~ H 4S iW 12O 40 > H 4PM o 11V O 40~ H 4S iM o 12O 40 µ HC l、HNO 3, 表 1 列出了一些杂多酸在丙 酮和乙酸中的电离常数[ 1 ]。
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第 27 卷 1998 年第 4 期 广 西 化 工
39
3 固定化杂多酸催化
299化学世界199536杨德全等1精细化工199714精细石油化工1996化学世界199536精细石油化工1993化学世界199536化学世界199536化学通报1997陈咏梅等1现代化工1995广西化工199524胡长文等1催化学报199617金振兴等1精细化工199613辽宁化工1996精细石油化工1996王新平等1精细石油化工1994工业催化199528上接第33可以看出氧化锌一步法工艺氢氧化锌一步法相比不仅产品质量较好品收率提高而且成本降低
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第25卷第3期河北理工学院学报Vol125No13 2003年8月Journal of Hebei Institute of Technology Aug.2003
文章编号:1007-2829(2003)03-0101-03
难溶杂多酸盐催化合成乳酸正丁酯
董玉环,孟庆朝,周长山
(唐山师范学院化学系,河北唐山063000)
关键词:硅钨酸三乙酸醇胺盐;磷钨酸三乙醇胺盐;乳酸正丁酯;酯化反
应
摘要:合成了硅钨三乙醇胺盐和磷钨酸三乙醇胺盐,并以它们为催化
剂,合成了乳酸正丁酯。
并对硅钨酸三乙醇胺盐催化合成乳酸正丁的
工艺条件进行了研究。
该催化剂易回收,可重复使用5次以上。
中图分类号:TQ225124文献标识码:A
乳酸正丁酯是一类重要的A-羟基酯类化合物,主要用作工业溶剂和食用合成香料[1]。
目前工业上合成乳酸正丁酯以硫酸为催化剂,由乳酸和正丁醇直接进行酯化。
用硫酸作为酯化反应的催化剂虽然价格低廉,活性较高,但它对设备有较强的腐蚀性,且酯化时常伴有氧化、脱水等副反应,影响了产品质量。
杂多酸对酯化反应具有较高的催化活性[2,3]其缺点是可溶于醇,回收困难而价格比较昂贵。
我们将硅钨酸和磷钨酸分别制成三乙醇胺盐,比较了它们催化合成乳酸正丁酯的催化活性,对硅钨酸盐催化合成乳酸正丁酯的工艺条件进行了研究。
在最佳条件下,酯化率达到了8419%,该催化剂不溶于醇,易于回收,可重复使用。
1实验
111试剂与仪器
乳酸为质量分数80~85%的市售化学纯试剂,其它试剂均为市售分析纯试剂。
BID)BAD EXALIBUR FTS3000红外光谱仪,102G气相色谱仪。
112杂多酸盐的合成
将硅钨酸或磷钨酸012mmol,三乙醇胺盐8mmol分别溶于无水乙醇混合后,搅拌回流反应2h,经过滤,洗涤即得催化剂硅钨酸三乙醇胺盐和磷钨酸三乙醇胺盐,产率分别为9116%和8417%。
113酯化反应
酯化反应在装有分水器,温度计和回流冷凝管的100ml三颈瓶中进行,向瓶中加入
收稿日期:2002-09-23
作者简介:董玉环(1957-),女,河北乐亭人,唐山师范学院化学系副教授,学士。
102河北理工学院学报第25卷
011mol乳酸,一定量正丁醇和催化剂,回流分水,至无水分出即反应结束。
将反应液冷却至室温,过滤除去催化剂(回收),蒸馏,首先在常压下蒸出过量的正丁醇(回收),再减压蒸馏,收集80~82e,118kPa的馏分,即为乳酸正丁酯。
2结果与讨论
211催化剂的表征
硅钨酸三乙醇胺盐为淡黄色粉末,熔点大于300e。
磷钨酸三乙醇胺盐为灰白色粉末,熔点大于300e。
对两者进行红外光谱分析表明,标志杂多聚阴离子的特征吸收谱带与文献值[4]一致,所得化合物末改变杂多聚阴离子Keggin的结构,即与硅钨酸和磷钨酸具有相同的阴离子的结构。
212两种催化剂的比较
分别用硅钨酸三乙醇胺盐和磷钨酸三乙醇胺盐作催化剂合成乳酸正丁酯。
所采用的条件均为:酸醇物质的量比1B3,催化剂用量为体系总质量的2%,反应时间2h酯收率为8419%和8316%。
从实验结果来看两种盐均具有较高的催化酯化活性,硅钨酸盐活性略高于磷钨酸盐。
因此,我们对硅钨酸三乙醇胺盐催化合成乳酸正丁酯的工艺条件进行了研究。
213硅钨酸三乙醇胺盐催化合成乳酸正丁酯的结果
21311酸醇物质的量比对反应结果的影响
固定乳酸用量为0110mol,催化剂用量为体系总质量的2%,改变正丁醇的用量结果见图1:
图1酸醇的物质的量之比对反应结果的影响图2催化剂用量对反应结果的影响图1的结果表明,酸醇物质的量比对酯收率有较大的影响。
这一比值为1B3或1B4时酯收率均为8419%,进一步增加醇用量,酯收率反而有所下降,考虑到正丁醇的回收等因素,酸醇物质的量比取1B3较为适宜。
21212催化剂用量对反应结果的影响
固定乳酸用量为0110mol,正丁醇的用量为0130mol,反应时间2h,当催化剂用量为体系总质量的1%,115%,2%,215%,3%时见图2。
在实验过程中,当催化剂用量小于2%时,分水速度较慢,反应时间2h不能完成反
应,酯收率较低,催化剂用量达到或超过2%时,反应速度较快,2h 内即可达到平衡,酯收率随催化剂用量的增大变化不大。
因此,催化剂用量为体系总质量的2%为宜。
21213 反应时间对反应结果的影响
反应时间由分水量来确定,以无水分出作为反应的终点,当乳酸用量为0110mol,正丁醇的用量为0130mol,催化剂用量为体系总质量的2%时,反应时间约2h,酯收率为8419%,把反应时间延长至3h,酯收率为7714%,这是由于延长反应时间,会增加副反应产物的量,导致产率降低。
21314 催化剂重复使用的结果
回收的催化剂仍具有较高的催化活性。
固定乳酸用量为0110mol,正丁醇的用量为0130mol,催化剂用量为体系总质量的2%,催化剂重复使用5次,酯收率见图3。
图3 催化剂重复使用的结果
由图3可见,催化剂重复使用五次,酯收率都在82%以上,催化剂活性无明显降低。
214 产品的表征
本实验合成的乳酸正丁酯是无色透明液体,具有特殊香味,经102G 气相色谱仪检测纯度在99%以上,其红外光谱图与乳酸正丁酯的标准谱图相符合。
3 结论
本文合成了硅钨酸三乙醇胺盐和磷钨酸三乙醇胺盐,并用于乳酸和正丁醇的酯化反应,实验表明,两者均有较高的催化活性。
硅钨酸三乙醇胺盐催化合成乳酸正丁酯的最佳工艺条件:酸醇物质的量比1B 3,催化剂用量为体系总质量的2%。
酯收率为8419%,催化剂回收后可重复使用五次以上。
参考文献:
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[2] 田部浩三,御园生减,小野嘉夫等著,郑禄斌等译,新固体酸和碱及催化作用[M ]1北京:化学工业出版社,19921
[3] 杨水金,乳酸正丁酯的合成[J]1陕西化工,1999,28(4):3-51
[4] M akoto M isono,Heterogeneous Catalysis by Heteropoly Compounds Of M olybdenum and T ungsten[J]1,Catal.Rev.-
S ci,Eng.1987,29(283),269-312.
(下转第114页)
103 第3期 董玉环,等:难溶杂多酸盐催化合成酸正丁酯
114河北理工学院学报第25卷
The simplest rule and verification
to determine main position quadrant
YANG Xue-mei
(Department of Basic,Tangshan College,Tangshan H ebei063000,China)
Key words:planar stress state;main position quadrant;the simplest rule;up w ith S;dow n a-g ainst S
Abstract:The simplest rule of visually distinguishing main position.s quadrant for planar stress state that needs no additional conditions and calculations is introduced in this paper. T he rule is strictly proved from the point of view of pure math view,whose application is giv-en with an ex ample.
(上接第103页)
Synthesis of n-butyl lactate catalyzed by insoluble heteropoly salt
DONG Yu-huan,MENG Qing-zhao,ZHOU Chang-shan
(Department of Chem istry,Tangshan Teachers
Nermal Colleg e,Tangshan Hebei063000,China)
Key words:tungstosilicic triethanolamine salt;tungstophosphoric triethanolamine salt;n-butyl lactate;esterification
Abstract:In this paper tungstosilicic triethanolam ine salt and tungstophoric triethanolamine salt w ere prepared and used as catalysts in the synthesis of n-butyl lactate,The synthetic conditions w ith tungstosilicic triethanolam ine salt as catalyst w ere also ex amined.The cata-lyst w as easy to be recovered.and can be reused for more than five times.。