乙二醇丁醚醋酸酯的合成工藝研究畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2024-07-16 00:52 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 酸乙酯做帶水劑合成乳酸乙酯，產(chǎn)品可作食品工業(yè)用香料及香料增香劑；（3）改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置或生產(chǎn)裝置達(dá)到不用帶水劑的目的，從源頭杜絕污染。如在合成乳酸乙酯時(shí)采用經(jīng)乙醇飽和的無(wú)水硫酸銅柱吸水，吸水后的硫酸銅經(jīng)離心分離回收乙醇后，硫酸銅在高溫下脫水制成無(wú)水硫酸銅重復(fù)使用?？梢?jiàn)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置，采取適當(dāng)?shù)拿撍k法，不加帶水劑直接酯化也是可行的。 酯化反應(yīng)的催化劑的研究與展望化學(xué)工業(yè)，尤其是以有機(jī)合成為核心技術(shù)的精細(xì)化工，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中有突出貢獻(xiàn)，酯是一種重要的有機(jī)化合物，常用作有機(jī)溶劑和有機(jī)合成原料，但其傳統(tǒng)的合成方法一般都采用以酸，醇為原料，為濃硫酸為催化劑，長(zhǎng)時(shí)間加熱，直接酯化合成，用濃硫酸作催化劑存在較多缺點(diǎn)。（1） 在酯化反應(yīng)條由于硫酸同時(shí)具有酯化，脫水和氧化作用，導(dǎo)致一系列副反應(yīng)的發(fā)生，使反應(yīng)產(chǎn)物中含有少量醚，硫酸酯及羥基化合物，給產(chǎn)物的精制和原料的回收帶來(lái)困難，從而也限制了其在食品工業(yè)上的應(yīng)用。（2） 反應(yīng)產(chǎn)物的處理要經(jīng)過(guò)堿中和及水洗，以除去作催化劑的硫酸，致使工藝復(fù)雜，產(chǎn)品和未反應(yīng)的原料損失，并產(chǎn)生大量廢液，污染環(huán)境。（3） 由于硫酸嚴(yán)重的腐蝕性，盡管采用了搪瓷反應(yīng)器和高級(jí)不銹鋼管，卻仍然不得不進(jìn)行設(shè)備的定期更新，從而增加了生產(chǎn)成本。基于以上原因，有很多化學(xué)工作者對(duì)酯化反應(yīng)催化劑進(jìn)行了大量研究，并對(duì)其進(jìn)行深入探討。 （1）FeCl36H2O 催化酯化反應(yīng)氯化鐵是Lewis酸，其中金屬離子具有能與羰基配位的空軌道，因而具有催化配位作用，目前用FeCl36H2O作催化劑成功合成了氯乙酸乙酯，丁酸異戊酯，己酸異戊酯等多種。FeCl36H2O的來(lái)源廣泛，性質(zhì)穩(wěn)定，無(wú)毒，對(duì)設(shè)備的腐蝕和環(huán)境污染小，催化酯化操作方便，反應(yīng)溫和，反應(yīng)時(shí)間段，是一種值得推廣的有效合成酯的綠色催化劑。（2）SnCl22H2O的催化酯化反應(yīng) 氯化亞錫也是一種Lewis酸，是合成的酯的良好催化劑，反應(yīng)溫和，反應(yīng)時(shí)間段，酯化率較高，工藝簡(jiǎn)單，腐蝕性小，無(wú)三廢污染，在某種程度上彌補(bǔ)了硫酸催化法的缺點(diǎn)。同時(shí)SnCl22H2O可回收處理再利用。目前用其成功催化合成了丁酸異戊酯，檸檬酸三丁酯等。（3）NH4Fe(SO4)12H2O催化酯化反應(yīng)十二水硫酸鐵銨也是Lewis酸，和三氯化鐵一樣，F(xiàn)e3+具有外層空軌道，易于羰基配位，具有催化酯化性能。三氯化鐵是合成酯的良好催化劑，但其易潮解，易溶于反應(yīng)體系中，給使用和反應(yīng)液的后處理帶來(lái)不便，而硫酸鐵銨是一種穩(wěn)定晶體，不易吸潮，保管和使用方便，反應(yīng)后結(jié)成淡黃色不溶塊狀物，很容易從反應(yīng)體系中分離，操作方便，同時(shí)它也價(jià)廉易得，用量少，反應(yīng)時(shí)間短，對(duì)設(shè)備不存在腐蝕，是一種很有前途的合成酯的綠色催化劑，目前已成功催化合成看丁酸異戊酯，乳酸正丁酯，己二酸二乙酯。（4）CuSO45H2O催化酯化反應(yīng)硫酸銅中的Cu2+和Fe3+一樣，也是外層缺電子的離子，同樣具有配位性能，而且它不溶于有機(jī)反應(yīng)體系，在催化酯化反應(yīng)后同樣易于分離，不腐蝕設(shè)備，操作方便，同時(shí)能夠重復(fù)使用，是一種環(huán)境優(yōu)化好催化劑。目前已成功合成了己二酸二乙酯。%。 （5）HNSO3H 催化酯化反應(yīng)氨基磺酸是一種有酸性的固體化合物，性質(zhì)穩(wěn)定，不吸潮，不溶于有機(jī)反應(yīng)體系，不污染環(huán)境，不腐蝕設(shè)備，也易于獲得，保管和使用，在反應(yīng)結(jié)束后會(huì)呈固體析出，沉于反應(yīng)液下，易于反應(yīng)液分離，同時(shí)可重復(fù)使用，是一種優(yōu)良的酯化催化劑，已經(jīng)成功合成了乳酸正丁酯，丁酸異戊酯等。（6）脂肪酶催化合成酯 利用生物技術(shù)催化合成香料正日益受到關(guān)注，原因在于與化學(xué)合成相比，生物發(fā)酵合成酯類(lèi)反應(yīng)更專(zhuān)一，得到的產(chǎn)品屬于天然產(chǎn)品。章克昌等將選育到熱穩(wěn)定性脂肪酶用于丁酸異戊酯的合成，該法雖然可得到綠色產(chǎn)品。符合環(huán)保要求，但生產(chǎn)周期長(zhǎng)，反應(yīng)條件苛刻，難以產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，有待開(kāi)發(fā)。（7）沸石分子篩催化合成酯 沸石分子篩為無(wú)機(jī)硅鋁鹽，具有硅鋁活性中心，不溶有機(jī)反應(yīng)體系，易于分離，耐高溫，不腐蝕設(shè)備，操作方便，能夠重復(fù)使用和再生，是工業(yè)化生產(chǎn)的可行催化劑。目前用脫鋁超穩(wěn)Y沸石成功催化合成了乳酸正丁酯，用HY型分子篩丁酸異戊酯。（8）相轉(zhuǎn)移催化劑合成酯 利用相轉(zhuǎn)移催化劑合成酯，制備方法簡(jiǎn)單，產(chǎn)量高，目前用TEBAC（三乙基芐基氯化銨）作相轉(zhuǎn)移催化劑成功合成了醋酸芐酯。2003年，周建偉采用了三種相轉(zhuǎn)移催化劑：四丁基氯化銨，十二烷基二甲基芐基氯化銨和溴化十六烷基三甲胺成功合成了乙酸異戊酯，并且，研究討論了影響酯化反應(yīng)的幾個(gè)影響因素。（9）有機(jī)堿催化合成酯2003年，詹天榮等人首次以甘露醇和對(duì)甲苯磺酰氯為原料，采用吡啶為溶劑兼反應(yīng)得催化劑，合成了六對(duì)甲苯磺酸甘露醇酯，并研究了多因素對(duì)酯化反應(yīng)收率的影響，提出吡啶是合成六對(duì)甲苯磺酸甘露醇酯的很好溶劑，因?yàn)檫拎づc反應(yīng)產(chǎn)生的氯化氫結(jié)合，避免了氯化氫對(duì)不穩(wěn)定反應(yīng)物的副作用，是很好的附酸劑，同時(shí)還起到催化作用，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定了吡啶在酯化反應(yīng)中的用量。（10）酰胺縮醛催化合成酯 酸和醇在催化劑存在下，是通過(guò)羰基的親核反應(yīng)生成加成產(chǎn)物，然后再消去得到酯，酰胺縮醛的酯化機(jī)理和其他酯化方式不同，在反應(yīng)過(guò)程中伴隨著Waklen的轉(zhuǎn)化。Echenmoser 等人用具有旋光性的丁醇2（S）為原料。通過(guò)醇交換合成DMF二仲丁基縮醛（S），在與羧酸反應(yīng)生成（R）型酯。酰胺縮醛作為脂肪酸酯化劑，具有產(chǎn)率高，酯化方法簡(jiǎn)單，適用多種酯的合成，而且反應(yīng)條件溫和，除去副產(chǎn)物醇和酰胺后，得到純度較高的酯。 酯化反應(yīng)催化劑的研究展望 綜上所述：以上幾種酯化反應(yīng)的新型催化劑與濃硫酸相比在酯化反應(yīng)中顯示了巨大優(yōu)勢(shì)。但這類(lèi)催化劑各有千秋，綜合實(shí)際生產(chǎn)條件考慮，無(wú)機(jī)鹽類(lèi)催化劑相對(duì)而言更多的優(yōu)點(diǎn)：價(jià)廉易得，反應(yīng)后處理操作簡(jiǎn)單，可重復(fù)使用等諸
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