【正文】 鈉流化催化精餾生產(chǎn)乙酸乙酯工藝條件 [J]. 化工學(xué)報(bào)， 2020， 65（ 11） :44654471. 黃山學(xué)院本科畢業(yè)論文 19 致 謝 行 文至此，我的這篇論文已接近尾聲 。且 1760cm1 或 1710cm1 處沒(méi)有波峰，說(shuō)明沒(méi)有酸的存在。 圖 38 肉桂酸正戊酯的紅外光譜圖 由紅外光譜圖可知， cm1處的強(qiáng)吸收是 C=C 健的伸縮振動(dòng)，說(shuō)明產(chǎn)物中含有雙鍵。根據(jù)該條件進(jìn)行 3 次平行驗(yàn)證試驗(yàn)，產(chǎn)率分別為： %、 %、 %。下面就以醇酸摩爾比 反應(yīng)溫度 產(chǎn)率（ ACY）、催化劑用量 反應(yīng)溫度 產(chǎn)率（ BCY）和催化劑用量 反應(yīng)時(shí)間 產(chǎn)率（ BDY）間關(guān)系為例進(jìn)行分析，如下圖 3 3 38 所示： 圖 36 ACY 間二維等高線圖 和三維效應(yīng)曲面圖 黃山學(xué)院本科畢業(yè)論文 15 圖 37 BCY 間二維等高線圖 和三維效應(yīng)曲面圖 圖 38 BDY 間二維等高線圖 和三維效應(yīng)曲面圖 由上圖 36 分析得出隨著醇酸摩爾比和反應(yīng)溫度的逐漸增加，肉桂酸正戊酯產(chǎn)率逐漸增加，但當(dāng)醇酸摩爾比和反應(yīng)溫度進(jìn)一步增加時(shí)，肉桂酸正戊酯產(chǎn)率開(kāi)始下降，肉桂酸正戊酯產(chǎn)率最高時(shí)約為 85%，由圖 37 分析得出隨著反應(yīng)溫度和催化劑用量的逐漸增加，肉桂酸正戊酯產(chǎn)率的增加速度較快，最大值約為 86%，再增加反應(yīng)溫度和催化劑用量，肉桂酸正戊酯產(chǎn)率下降。 BoxBehnken 設(shè)計(jì) 效應(yīng)面法數(shù)據(jù)分析 由上表方差分析可得：?jiǎn)我蛩貙?duì)肉桂酸正戊酯產(chǎn)率影響的大小依次為催化劑用量 反應(yīng)時(shí)間 反應(yīng)溫度 酸醇摩爾比，醇酸摩爾比對(duì)肉桂酸正戊酯產(chǎn)率影響最為顯著。利用效應(yīng)面法 優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)原理，分別用代碼值 0、 1 代表各個(gè)因素 3 次水平實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)表如下： 表 36 BoxBehnken 考察 因素與水平 水平 實(shí)驗(yàn)因素 A醇酸 摩爾比 B 催化劑用量 /g C 反應(yīng) 時(shí)間 /h D 反應(yīng)溫度 /℃ 1 3 110 0 4 120 1 5 130 黃山學(xué)院本科畢業(yè)論文 12 表 37 BoxBehnken 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與 結(jié)果 Run A B C D 產(chǎn)率 /% 酸醇摩爾比 催化劑用量 /g 反應(yīng)溫度 /℃ 反應(yīng) 時(shí)間 /h 1 3 3 120 3 2 5 2 120 2 3 4 1 120 4 4 4 3 130 3 5 3 2 120 2 6 3 2 130 3 7 4 2 120 3 8 4 1 130 3 9 4 2 110 2 10 4 2 120 3 11 4 3 110 3 12 4 2 120 3 13 4 2 130 4 14 5 2 110 3 15 5 1 120 3 16 4 3 120 4 17 4 3 120 2 18 4 2 120 3 19 3 1 120 3 20 3 2 110 3 21 5 2 120 4 22 4 1 110 3 23 4 1 120 2 24 4 2 130 2 25 4 2 110 4 26 5 2 130 3 27 4 2 120 3 黃山學(xué)院本科畢業(yè)論文 13 28 5 3 120 3 29 3 2 120 4 二項(xiàng)式方程數(shù)學(xué)模型擬合 完成效應(yīng)面法隨機(jī)設(shè)計(jì) 29 組實(shí)驗(yàn)，分別將產(chǎn)率填入表中。 因此， 實(shí)驗(yàn) 進(jìn)行 至 3h 后 ， 由于原料的減少，酯化反應(yīng)將基本不 再 進(jìn)行 ，且由于酯化反應(yīng)是可逆反應(yīng)，延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間可能會(huì)導(dǎo)致逆反應(yīng)等副反應(yīng)的發(fā)生而降低產(chǎn)率。升高溫度有助于酯化反應(yīng)的進(jìn)行，但當(dāng)達(dá)到一定值后，促進(jìn)作用不在明顯。達(dá)到 2g 時(shí)產(chǎn)率基本不變達(dá)到最大值 %，之后再增加催化劑用量，促進(jìn)作用保持穩(wěn)定不再增加。 表 31 醇酸摩爾比對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響 序號(hào) 醇酸 摩爾比 產(chǎn) 率 /% 黃山學(xué)院本科畢業(yè)論文 7 1 2:1 2 3:1 3 4:1 4 5:1 圖 31 醇酸摩爾比對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響 由以上圖 表可知在其他酯化條件相同的情況下，隨著醇酸摩爾比的增高，產(chǎn)率也增高，當(dāng)醇酸摩爾比為 4:1 時(shí)，產(chǎn)率最高，產(chǎn)率為 %。然后 稱取 MIMPS，將其完全溶解于 100mL 蒸餾水中，置于 250mL 三口燒瓶，在磁力攪拌作用下，緩慢滴加 濃硫酸后升高溫度至 90℃，恒溫反應(yīng) 2h，最后進(jìn)行旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，即可得淺黃色粘稠狀離子液體催化劑 1（ 3磺酸）丙基 3甲基咪唑硫酸氫鹽 ( [HSO3pmim]+ [HSO4] )。設(shè)定醇酸摩爾比為 2: 3: 4: 5:1 四種，催化劑用量分別設(shè)定為 1g、 、 2g、 四種。 2 實(shí)驗(yàn)部分 試劑與儀器 表 31 實(shí)驗(yàn)試劑 實(shí)驗(yàn)試 劑 試劑純度 試劑生產(chǎn)廠商 肉桂酸 分析純（ AR） Aladdin Industrial Corporation 正戊醇 化學(xué)純（ CP） 國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司 對(duì)甲苯磺酸 分析純（ AR） 國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司 黃山學(xué)院本科畢業(yè)論文 5 表 32 實(shí)驗(yàn)儀器 實(shí)驗(yàn)原理 本實(shí)驗(yàn)原理即為催化酯化反應(yīng)的原理，在催化劑的作用下一分子羧基和一分子羥基反應(yīng)脫去一分子水形成酯基，本實(shí)驗(yàn)是正戊醇的羥基與肉桂酸的羧基反應(yīng)。趙振貴 [13]等研究了離子液體 N,N烷基 （ 3甲基） 二咪唑硫酸氫鹽催化庚二酸和乙醇進(jìn)行酯化反應(yīng)，最佳反應(yīng)條件為：醇酸摩爾比 3:1，反應(yīng)溫度 108℃ ，回流加熱 ，庚二酸二乙酯產(chǎn)率高達(dá) %。黃艷仙 [11]等研究了離子液體 1丁基 3甲 基咪唑四氟硼酸鹽催化肉桂酸和乙醇進(jìn)行酯化反應(yīng)，最佳反應(yīng)條件為：醇酸摩爾比 7:1，催化劑用量 7mL，反應(yīng) 4h，肉桂酸乙酯產(chǎn)率高達(dá) %。 目前肉桂酸正戊酯的合成狀況 硫酸催化 硫酸催化是目前主要的 工業(yè)生產(chǎn)方式，是由肉桂酸和正戊醇在硫酸催化下酯化而成 ,然而硫酸對(duì)設(shè)備具有較強(qiáng)的腐蝕作用 ,同時(shí)該工藝具有副反應(yīng)多，生產(chǎn)周期長(zhǎng) ,酯化率低 ,產(chǎn)品色澤差和對(duì)環(huán)境污染大等缺點(diǎn) [9],所以國(guó)內(nèi)外都在探索用更 黃山學(xué)院本科畢業(yè)論文 4 佳的合成方法以及催化劑來(lái)改進(jìn)生產(chǎn)工藝。（ 4）溶解力強(qiáng)，既可溶解有機(jī)物又可溶解鹽類物質(zhì)。一般離子化合物只有高溫下，通常 800℃ 以上才能轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài) [5]。 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，環(huán)境問(wèn)題令人堪憂，環(huán)境友好型催化劑越來(lái)越吸引人們的眼球。 （ 2） 酯化合成本身工藝簡(jiǎn)單，但是以 硫酸為催化劑，最終產(chǎn)物中雜質(zhì)難以除去，為了清除硫酸催化劑，要經(jīng)過(guò)堿中和、水洗，這會(huì)使工藝復(fù)雜化。 目前合成有機(jī)羧酸酯的傳統(tǒng)工藝一般是采用濃硫酸催化醇酸酯化 [2]，國(guó)內(nèi)對(duì)肉桂酸正戊酯催化合成方法的探究較少，主要還是采用硫酸作為催化劑進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)的方法。 關(guān)鍵詞： 肉桂酸 ； 正戊醇 ； 肉桂酸正戊酯 ； BoxBehnken 設(shè) 計(jì) 效應(yīng)面法；催化合成 黃山學(xué)院本科畢業(yè)論文 2 Study on catalytic synthesis of amyl cinnamate College of chemistry and chemical engineering applied chemistry Zgg（ 21107031090） Director： Hucc（ Assistant） Abstract:Cinnamic acid and amyl alcohol as raw materials, used ionic liquid [HSO3pmim]+ [HSO4] as catalysts for the synthesis of potassium bisulfate monohydrate, through single factor experiment and BoxBehnken design effect surface method. The effects of influence of molar ratio of alcohol to acid, amount of catalyst, reaction temperature, reaction time, catalyst type conditions on the yield. The experimental results show that the optimum