酯化反应催化剂的应用研究进展
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酯化反应 催化剂
用 。并且对于酯化反应所需要 的条件 以及酯化率等相关问题 进行 了分析 。 关键词 ：杂 多酸
化 工 生产 中能 通过 酯化 反应 帮 助合 成一 种化 工 中间 体原 料 ，即有 机羧 酸酯 。酯 化反 应属 于 有机化 学 反应 类 型 ，其合 成产 物在 医 药 、香 料 、高档 涂料 以及 清洗 剂 等领域 都得 到 了应 用 。酯化 反 应过 程 中可 以 使 用 相应 的催 化剂 帮助 提 高反 应效 率 ，在 工 业生 产 中对 于醇 和羧 酸 产 生 的酯化 反应 ，大 部分 是 采用硫 酸 作为 该反 应 的催 化剂 。而 硫 酸化 学 性质 相对 比较 活泼 ，并 且腐 蚀性 较 强 ，所 以在 酯化 反应 中经 常 出现 聚 合或 碳化 等 其他 副 反应 ｎ １ 。因 此 ，为 了消 除 这些 不 足 ，国 内相 关 研 究 组织 相继 研究 了其 他环 境 良好 的酯化 反 应催 化剂 ，比如 杂 多酸 、阳 离 子交换 树脂 以及 固体超 强酸等催 化剂 ，获得 酯化反 应效 果均较 好 。
、
天然 基负 载酸 催化 剂在 酯 化反 应 中的应 用效 果及 原 理
分 析 这 种 催化 剂 具有 成 本低 、研制 方 法 简单 以及催 化 活 性 高 的特 点 。 选 用质 量 比为 ３ ： ｌ的 硅 藻 土 和 Ｓ ｎ Ｃ １ ・ ５ Ｈ ０共 同 配 制 成 硅 藻 土 一 Ｓ ｎ （ Ｏ Ｈ ） 溶胶 ，然 后在 ７ Ｏ ℃ 环境 下进 行 老 化 处 理 ，历 时 ｌ ２ ｈ ，并 在 ９ Ｏ ℃环 境 下进 行 干燥 １ ２小 时 。最后 放 在硫 酸 溶 液 （ ３ ｍｏ ｌ ／ Ｌ ） 中经过 ３ ｈ浸 泡 ，继 而 通 过 ３ ． ５ ｈ的 焙 烧 ，焙 烧 环 境 为 ５ ５ ０ ℃ ，最 终 制 成 Ｓ Ｏ ４ ２ － ／ Ｓ Ｎ Ｏ 一 硅 藻 土 型催 化 剂 。将 其应 用在 异 戊 醇和 正丁 酸 酯 化 反 应 中 ，可 获得 酯化收 率达到 了 ９ ７ ． ６ ％。 选 用碳 化 一磺 化方 法可 成 功配 制成 炭基 固体 催化 剂 ，其 配制 方法 是在 ４ ０ ０ ℃环 境下 进 行 ３ ０ ｍｉ ｎ的 炭化 处 理 ，然 后再 １ ３ ５ ℃环 境下 进 行 １ ｈ的硫 化处 理 。将 其应 用在 甲醇 和油酸 酯化 反应 过程 中 ，获得 酯化转
Ｉ 惯 ２ ０ １ ３年 １ ２
Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｃ ｈ ｅ ｍ ｉ ｃ ａ ｌ Ｔ ｒ ａ ｄ ｅ
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…
、 ， ｖ
研究开发
酯化反应催化剂的应用研究进展
邹家涛
（ 四川省 食品 药品学 校 ，四川峨 眉 山 ６１ ４ ２ ０ １ Ｊ
摘
要 ：本文主要 分析 了天 然基 负栽酸催 化剂 、无机 盐催化 剂、阳 离子 交换树脂催化 剂、固体催化剂以及杂 多酸催化剂在 酯化反 应过程 中的应
一
另外 ，采 用介孔 分 子筛 Ｓ Ｂ Ａ 一 １ ５ 物质 Βιβλιοθήκη Baidu 为反 应载 体 ，通过 浸 渍法 获得 进一 步 改 良后 的 Ｎ ｂ 。 Ｏ ／ Ｓ Ｂ Ａ 一 １ ５分 子 筛 ，将 其应 用 在 酯化 反 应 中进 步提 高 了酯化 率 。实 验表 明 ，改性 分 子筛 是一 种固 体 酸催化 剂 ，应 用在生 产油酸 甲酯 工艺 中能 获得 理想 的效果 。
一
五 、酯化 反应 中固体超 强酸催化 剂 的应 用
该 类固体超 强酸 具有的酸 性强 度优于 浓度 为 １ ０ ０ ％的硫 酸 ，其 是一 类固体 酸物 质 。 固体 超 强酸 最大 的特 点就 是 极强 的酸 强度 ，其 能使 很 多酯化 反应 可 以在 比较 温和 的环 境下 反 应 。固体 超强 酸和 液体 超 强酸 物质对 比 ，其 具有 选择 性高 、容 易将 其 和反 应产 物分 离 以及可 重复 多 次使用 的特点 。另外 ，固体 超强 酸不会对 反应 设备造 成强 烈的腐 蚀性 。 在 正 丁醇 和 衣康 酸 发生 酯化 反 应 中 ，采 用 Ｌ ａ “ Ｓ Ｏ ｚ － ／ Ｔ ｉ Ｏ 固体 超 强 酸 作为催化 剂 ，实验 证实 在 ４ ５ ０ ℃的焙 烧温 度下 ，能获 得较 好的酯 化率 。 在 合 成 水 杨 酸 异 戊 酯 物 质 的 酯 化 反 应 中 ，采 用 Ｓ Ｏ ｚ 一 ／ Ｔ ｉ Ｏ 一 Ｍｏ Ｏ （ Ｎ ｄ ０ 、Ｆ ｅ ０ ） 复合 型固体 超强 酸作为 反应催化 剂 ，通 过扫描 电子 显微 镜 、热 分析 方法 以及 ｘ射 线粉 末衍 射等 多种 分析方 法 来帮 助 完成该 物 质 的结 构表 征 。实验 表 明酯 化反 应过 程 中催化 剂 反应 活性 和吸 附在 催 化 剂 表面 结 构 上 的 Ｓ Ｏ 一 有 关 ，反 应 过程 中浸渍 硫酸 物 质 的催化 剂 物 相 以及 其表面会 出现 改变 ，从而对 催化剂 活性产 生影 响作用 。 如 果 采 用 沉 淀浸 溃 方 法来 获得 Ｓ ０ ４ ￣ － ／ Ｚ ｒ Ｏ 一 Ｔ ｉ Ｏ 一 Ｆ ｅ Ｏ 。 固 体 超 强 酸 ，并 且将 这种 固体 超 强酸 催化 剂应 用在 醇酸 酯化 反应 中。观 察酯 化 反应发 现 ，在 Ｆ ｅ 、Ｔ ｉ 、ｚ ｒ 质 量 比为 ２ ： ３ ： １ 时 ，该 固体超 强酸 具有 的 催 化 活性 最佳 ，并 且 酯化 反应 获得 酯化 率 为 ９ ８ ． ４ ％。在 异 辛醇 和衣 康 酸 酯 化 反应 中 ，采 用 Ｓ ０ ４ ２ － ／ Ｔ ｉ Ｏ 一 Ｓ ｎ Ｏ ： 一 Ａ １ Ｏ 。 固 体超 强 酸物 质 作 为 酯 化 反 应 的催化 剂 ，通过 多 次实验 表 明该 酯化 反应 的最 佳条 件 为 ：酯 化 反 应 催化 剂使 用 量为 ４ ， ５ ％，酸物质 以及 醇 物质质 量 比为 １ ： ３ ，控制 反应 时间在 ２小时 。在此条 件下获 得酯化 率为 ９ ８ ． ８ ％。
用 。并且对于酯化反应所需要 的条件 以及酯化率等相关问题 进行 了分析 。 关键词 ：杂 多酸
化 工 生产 中能 通过 酯化 反应 帮 助合 成一 种化 工 中间 体原 料 ，即有 机羧 酸酯 。酯 化反 应属 于 有机化 学 反应 类 型 ，其合 成产 物在 医 药 、香 料 、高档 涂料 以及 清洗 剂 等领域 都得 到 了应 用 。酯化 反 应过 程 中可 以 使 用 相应 的催 化剂 帮助 提 高反 应效 率 ，在 工 业生 产 中对 于醇 和羧 酸 产 生 的酯化 反应 ，大 部分 是 采用硫 酸 作为 该反 应 的催 化剂 。而 硫 酸化 学 性质 相对 比较 活泼 ，并 且腐 蚀性 较 强 ，所 以在 酯化 反应 中经 常 出现 聚 合或 碳化 等 其他 副 反应 ｎ １ 。因 此 ，为 了消 除 这些 不 足 ，国 内相 关 研 究 组织 相继 研究 了其 他环 境 良好 的酯化 反 应催 化剂 ，比如 杂 多酸 、阳 离 子交换 树脂 以及 固体超 强酸等催 化剂 ，获得 酯化反 应效 果均较 好 。
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天然 基负 载酸 催化 剂在 酯 化反 应 中的应 用效 果及 原 理
分 析 这 种 催化 剂 具有 成 本低 、研制 方 法 简单 以及催 化 活 性 高 的特 点 。 选 用质 量 比为 ３ ： ｌ的 硅 藻 土 和 Ｓ ｎ Ｃ １ ・ ５ Ｈ ０共 同 配 制 成 硅 藻 土 一 Ｓ ｎ （ Ｏ Ｈ ） 溶胶 ，然 后在 ７ Ｏ ℃ 环境 下进 行 老 化 处 理 ，历 时 ｌ ２ ｈ ，并 在 ９ Ｏ ℃环 境 下进 行 干燥 １ ２小 时 。最后 放 在硫 酸 溶 液 （ ３ ｍｏ ｌ ／ Ｌ ） 中经过 ３ ｈ浸 泡 ，继 而 通 过 ３ ． ５ ｈ的 焙 烧 ，焙 烧 环 境 为 ５ ５ ０ ℃ ，最 终 制 成 Ｓ Ｏ ４ ２ － ／ Ｓ Ｎ Ｏ 一 硅 藻 土 型催 化 剂 。将 其应 用在 异 戊 醇和 正丁 酸 酯 化 反 应 中 ，可 获得 酯化收 率达到 了 ９ ７ ． ６ ％。 选 用碳 化 一磺 化方 法可 成 功配 制成 炭基 固体 催化 剂 ，其 配制 方法 是在 ４ ０ ０ ℃环 境下 进 行 ３ ０ ｍｉ ｎ的 炭化 处 理 ，然 后再 １ ３ ５ ℃环 境下 进 行 １ ｈ的硫 化处 理 。将 其应 用在 甲醇 和油酸 酯化 反应 过程 中 ，获得 酯化转
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研究开发
酯化反应催化剂的应用研究进展
邹家涛
（ 四川省 食品 药品学 校 ，四川峨 眉 山 ６１ ４ ２ ０ １ Ｊ
摘
要 ：本文主要 分析 了天 然基 负栽酸催 化剂 、无机 盐催化 剂、阳 离子 交换树脂催化 剂、固体催化剂以及杂 多酸催化剂在 酯化反 应过程 中的应
一
另外 ，采 用介孔 分 子筛 Ｓ Ｂ Ａ 一 １ ５ 物质 Βιβλιοθήκη Baidu 为反 应载 体 ，通过 浸 渍法 获得 进一 步 改 良后 的 Ｎ ｂ 。 Ｏ ／ Ｓ Ｂ Ａ 一 １ ５分 子 筛 ，将 其应 用 在 酯化 反 应 中进 步提 高 了酯化 率 。实 验表 明 ，改性 分 子筛 是一 种固 体 酸催化 剂 ，应 用在生 产油酸 甲酯 工艺 中能 获得 理想 的效果 。
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五 、酯化 反应 中固体超 强酸催化 剂 的应 用
该 类固体超 强酸 具有的酸 性强 度优于 浓度 为 １ ０ ０ ％的硫 酸 ，其 是一 类固体 酸物 质 。 固体 超 强酸 最大 的特 点就 是 极强 的酸 强度 ，其 能使 很 多酯化 反应 可 以在 比较 温和 的环 境下 反 应 。固体 超强 酸和 液体 超 强酸 物质对 比 ，其 具有 选择 性高 、容 易将 其 和反 应产 物分 离 以及可 重复 多 次使用 的特点 。另外 ，固体 超强 酸不会对 反应 设备造 成强 烈的腐 蚀性 。 在 正 丁醇 和 衣康 酸 发生 酯化 反 应 中 ，采 用 Ｌ ａ “ Ｓ Ｏ ｚ － ／ Ｔ ｉ Ｏ 固体 超 强 酸 作为催化 剂 ，实验 证实 在 ４ ５ ０ ℃的焙 烧温 度下 ，能获 得较 好的酯 化率 。 在 合 成 水 杨 酸 异 戊 酯 物 质 的 酯 化 反 应 中 ，采 用 Ｓ Ｏ ｚ 一 ／ Ｔ ｉ Ｏ 一 Ｍｏ Ｏ （ Ｎ ｄ ０ 、Ｆ ｅ ０ ） 复合 型固体 超强 酸作为 反应催化 剂 ，通 过扫描 电子 显微 镜 、热 分析 方法 以及 ｘ射 线粉 末衍 射等 多种 分析方 法 来帮 助 完成该 物 质 的结 构表 征 。实验 表 明酯 化反 应过 程 中催化 剂 反应 活性 和吸 附在 催 化 剂 表面 结 构 上 的 Ｓ Ｏ 一 有 关 ，反 应 过程 中浸渍 硫酸 物 质 的催化 剂 物 相 以及 其表面会 出现 改变 ，从而对 催化剂 活性产 生影 响作用 。 如 果 采 用 沉 淀浸 溃 方 法来 获得 Ｓ ０ ４ ￣ － ／ Ｚ ｒ Ｏ 一 Ｔ ｉ Ｏ 一 Ｆ ｅ Ｏ 。 固 体 超 强 酸 ，并 且将 这种 固体 超 强酸 催化 剂应 用在 醇酸 酯化 反应 中。观 察酯 化 反应发 现 ，在 Ｆ ｅ 、Ｔ ｉ 、ｚ ｒ 质 量 比为 ２ ： ３ ： １ 时 ，该 固体超 强酸 具有 的 催 化 活性 最佳 ，并 且 酯化 反应 获得 酯化 率 为 ９ ８ ． ４ ％。在 异 辛醇 和衣 康 酸 酯 化 反应 中 ，采 用 Ｓ ０ ４ ２ － ／ Ｔ ｉ Ｏ 一 Ｓ ｎ Ｏ ： 一 Ａ １ Ｏ 。 固 体超 强 酸物 质 作 为 酯 化 反 应 的催化 剂 ，通过 多 次实验 表 明该 酯化 反应 的最 佳条 件 为 ：酯 化 反 应 催化 剂使 用 量为 ４ ， ５ ％，酸物质 以及 醇 物质质 量 比为 １ ： ３ ，控制 反应 时间在 ２小时 。在此条 件下获 得酯化 率为 ９ ８ ． ８ ％。