氯乙酸异戊酯范文

氯乙酸异戊酯范文（精选5篇）

氯乙酸异戊酯 第1篇

1磺酸类催化合成乙酸异戊酯

1.1对甲苯磺酸及对甲苯磺酸钙

对甲苯磺酸 (p-CH3C6H4SO3H·H2O) 是一种固体有机酸, 价廉易得, 活性高, 保管、运输、使用安全方便, 对设备腐蚀和三废污染均较硫酸小, 而且不易引起副反应, 是代替硫酸的理想催化剂。李继忠等[1]以冰乙酸和异戊醇为原料, 采用对甲苯磺酸作催化剂合成乙酸异戊酯, 当异戊醇取0.15 mol, 冰乙酸0.1 mol, 催化剂0.5 g, 不用带水剂, 在132～138℃下回流0.5 h, 产率可达96.2%。

施磊等[2]用颗粒状活性炭固载对甲苯磺酸作催化剂, 结果显示, 催化剂用量为0.3 g, 醇为0.12 mol, 酸为0.1 mol, 在油浴温度为130～135℃下, 回流90 min, 酯化率为99.5%以上。刘凡等[3]以对甲苯磺酸钙催化合成乙酸异戊酯, 结果表明, 催化剂用量为0.6 g, 11.4 mL乙酸与23.8 mL异戊醇反应, 带水剂环己烷为15 mL, 回流温度下反应120 min, 此条件下反应酯化率可以达到96.9%。

1.2氨基磺酸

氨基磺酸 (H2NSO2OH) 是一种性能稳定的结晶固体, 它不仅具有对甲苯磺酸的优点, 而且难溶于反应体系, 反应结束后会以结晶析出, 沉于反应液下, 易与反应液分离, 因此对设备的腐蚀更小, 分离出的催化剂有重复催化性能, 是一种具有工业应用价值的催化剂。陈洁等[4]用氨基磺酸作催化剂, 环己烷作带水剂, 使乙酸与异戊醇反应, 最佳工艺条件为:将乙酸0.5 mol, 异戊醇0.55 mol, 催化剂用量为0.5 g, 反应温度为110～120℃, 回流时间为2 h, 最高产率达97.6%, 催化剂可重复使用, 但不足之处需补加10%～20%的新催化剂。

1.3甲磺酸及甲磺酸铜

甲磺酸是一种催化性能优于硫酸的液体催化剂, 虽为液体, 但是可以通过改性, 使它变为固体。高栓平等[5]以活性炭、陶瓷球、石英砂、硅胶为栽体负载甲磺酸, 制得了一系列负载型固体酸催化剂, 用乙酸和

异戊醇的酯化反应作探针反应。结果表明, 不同栽体的甲磺酸催化剂的活性不同, CH3SO3-/C催化剂对酯化反应活性最高, 并可重复使用, 将0.15 mol的乙酸与0.1 mol的异戊醇, 催化剂1 g, 回流反应1 h, 酯化率达96%;王敏等[6]用甲磺酸与氧化铜反应制得固体催化剂甲磺酸铜, 并研究了乙酸与异戊醇反应制备乙酸异戊酯的最佳反应结果。乙酸167 mmol, 酸:醇物质的量比为1 ∶1.1, 催化剂用量为乙酸质量的0.25%, 反应2 h, 不加带水剂的情况下, 酯化率为97.3%, 从物质的有效利用率考虑后者较前者好。

1.4强酸性阳离子交换树脂

强酸性阳离子交换树脂是一种高分子磺酸, 价廉易得, 催化反应速度快, 不溶于反应体系, 易于分离和处理, 不腐蚀设备, 不污染环境, 是零排放有机合成的优良催化剂, 分离出的催化剂具有重复催化性能, 可使生产连续化, 极有工业使用价值。陈勇等[7]利用全氟磺酸树脂膜催化合成乙酸异戊酯。当0.12 mol乙酸, 0.10 mol异戊醇, 催化剂占反应物质总质量2%的树脂催化下回流1.5 h, 该酯收率达98.1%, 同时该树脂在重复催化过程中产品收率稍有下降, 重复使用5次产品收率仍达95.8%, 甘黎明[8]以聚乙烯树脂负载镧作催化剂, 合成上述同样的酯, 采用0.2 mol的乙酸, 醇酸物质的量比为2 ∶1, 催化剂1.2 g, 反应60 min, 收率达99%。说明采用强酸性阳离子树脂作为催化剂, 一方面可以避免由于浓硫酸作为催化剂所带来的一系列问题。又满足“绿色化学”的要求。

2分子筛及负载化分子筛催化合成乙酸异戊酯

2.1 Hβ型沸石

用Hβ型沸石固体酸催化剂催化合成乙酸异戊酯, 催化活性高, 性能稳定, 容易与产品分离, 易回收并可重复利用, 后处理工艺简单, 不需三废治理, 不腐蚀设备, 收率高, 为工业化生产提供了有利用价值的催化剂[9]。李明慧、袁忠勇等研究的最佳合成条件为醇酸物质的量比1 ∶1, 催化剂活化温度400℃ , 活化时间2 h, 催化剂用量1.5 g, 反应时间2 h～3 h, 不加带水剂, 乙酸转化率99% , 酯的一次性收率87% , 总收率98%以上, 催化剂经滤干、干燥后重复使用6次活性基本稳定。袁忠勇等[10]采用改性Hbeta沸石合成上述酯。

2.2HY分子筛负载FeSO4·7H2O

HY分子筛负载FeSO4·7H2O得负载型催化剂FeY, 该催化剂制备方法简单, 反应活性较高, 其突出优点是在后处理过程中不脱色, 不中和硫酸, 从而简化了生产工艺, 减轻了环境污染, 不腐蚀设备, 具有一定的工业利用价值。范闽光等[11]用FeY催化合成乙酸异戊酯的最佳条件是酸醇物质的量比2 ∶1, 催化剂用质量为对戊醇的1.2%～2.3% , 反应时间2.5 h, 回流温度为103℃ , 环己烷作带水剂, 酯产率达94.5%。研究还表明HY、FeY、CuY (HY分子筛负载CuCI2·2H2O得到的催化剂) 3种催化剂的催化效果依次为FeY>CuY>HY。

3无机盐催化合成乙酸异戊酯

3.1硫酸锌

硫酸锌是一种来源广泛, 性质稳定, 无吸湿性价廉的Lewis酸, 具有催化酯化的性能, 用作合成乙酸异戊酯的催化剂[12]反应条件温和, 反应时间短, 后处理工艺简单, 不污染环境, 不腐蚀设备, 使用过后经简单处理便可重复使用, 酯收率高, 具有一定的工业利用价值。反应条件为0.2 mol冰乙酸, 0.36 mol异戊醇, 15 mL甲苯作带水剂, 2.5 g硫酸锌, 反应时间2.0 h, 酯收率92.5% , 催化剂重复使用6次酯收率为89.2%。

3.2硫酸钛

硫酸钛与硫酸锌一样价廉易得, 用作乙酸异戊酯的催化合成活性高, 用量少, 反应时间短, 不腐蚀设备, 可连续使用多次, 酯收率高, 有希望替代硫酸用于工业生产中, 程显红等[13]以活化硫酸钛为催化剂合成了乙酸异戊酯, 冰乙酸用量为0.075 mol, 异戊醇用量为0.10 mol, 硫酸钛用质量为0.30 g, 回流时间为90 min, 乙酸酯化率可达99.31%。

3.3 三氯化铁与十二水硫酸铁铵

三氯化铁中由于Fe3+的外层空轨道能与羧酸中羰基配位而引起酯化反应, 张伟光[14]研究了用量为0.2 mol/L三氯化铁10 mL为催化剂, 乙酸用量0.1 mol, 醇用量为0.12 moL, 带水剂环己烷用量8 mL, 反应30 min, 合成乙酸异戊酯, 收率达93.5%;张颖等[15]研究了十二水硫酸铁铵作催化剂合成上述酯, 正交法得出的最佳条件为催化剂3.5 g, 乙酸0.39 mol, 异戊醇0.32 mol, 反应时间为3.0 h, 酯化率可达98%以上;刘春生等[16]改用活性炭固载三氯化铁作催化剂, 乙酸酐为原料, 取0.1 mol酸酐, 异戊醇0.1 mol, 催化剂0.2 mol, 回流反应30 min, 酯的收率达98.2%, 说明Fe3+是合成酯的良好催化剂。

3.4一水合硫酸氢钠

水合硫酸氢钠是研究发现的环保型、高效型、经济型的酯化催化剂, 它来源广泛, 价格低廉, 性质稳定, 用于合成乙酸异戊酯催化效果显著, 尤其是反应时间短, 用量少, 不溶于反应体系, 理论上可回收利用, 对环境污染程度低, 后处理工艺简单, 产率高。李毅群等[17]把它用于合成乙酸异戊酯的优化反应条件为:醇酸物质的量比1.0 ∶1.2, 催化剂用量2.0% (占反应物总质量百分数) , 反应时间0.5 h, 反应温度106～136℃, 不加带水剂, 产品收率高达97.2%。王淑敏等[18]研究在微波辐射下, 以NaHS04·H20作催化剂, 4A分子筛作脱水剂, 以冰醋酸和异戊醇为原料合成乙酸异戊酯。当微波辐射功率为255 W, 以0.1 mol冰醋酸为基准, 催化剂用质量为0.3 g, 酸醇物质的量比为1 ∶1.5, 反应时间20 min时, 酯化率达99.2% , 催化剂可重复使用。说明改变加热方式既可以提高酯化率, 同时又可以缩短反应时间, 提高单位时间的产量。

3.5四氯化锡

四氯化锡价廉易得, 腐蚀性小, 反应时间短, 是目前收率最高的合成乙酸异戊酯催化剂, 但后处理工艺较复杂[19]。翁文等研究的优化反应条件为:酸醇物质的量比1 ∶0.8, SnCl4·5 H2O与冰乙酸的物质的量比是1 ∶100, 反应温度150℃ , 反应时间70 min, 酯产率高达99.9%, 可见四氯化锡是高效型催化剂。

3.6硫酸铝钾

硫酸铝钾也是一种价廉易得, 催化活性高, 易与反应体系分离的催化剂, 邹立科等[20]把硫酸铝钾用于合成乙酸异戊酯, 正交法得到的较优合成条件为:酸醇物质的量比1 ∶1, 催化剂用量为乙酸用量的16.7%, 反应时间90 min, 酯化率达97.6%。

4杂多酸催化

杂多酸化合物是一类含有氧桥的多核高分子化合物, 是一类重要固体超强酸。它对于许多反应具有高的催化活性和选择性, 并且不挥发, 对热稳定和环境污染小的有利条件, 可大大减轻对设备的腐蚀, 其再生速度快, 酸性和氧化还原性易于调节, 有利于催化剂的设计。杨水金等[21]讨论了以固载杂多酸盐TiSiW10O40/TiO2 为多相催化剂, 通过乙酸和异戊醇反应合成了乙酸异戊酯, 研究表明TiSiW10O40/TiO2具有良好的催化活性。醇酸物质的量比为1.2 ∶1, 催化剂用量为反应物料总量的1.0% , 反应时间1.5 h, 反应温度110～122℃, 产率可进96.3% 。马荣华等[22]用杂多酸H4SiW12O40·23H2O为催化剂合成乙酸异戊酯, 催化剂占反应物总量的0.5%, 反应2 h, 醇酸物质的量比1.2 ∶1, 酯化率为96.28%。盛凤军[23]采用在微波辐射条件下, 用硅钨酸作催化剂合成乙酸异戊酯, 正交实验法探讨了最佳工艺条件:醇酸物质的量比为1 ∶1.1、催化剂用量占投料量的5%、微波的功率350 W、微波辐射时间5 min;酯收率达95%～96%, 微波法大大缩短了反应时间。

5固体超强酸催化剂

超强酸是酸强度比100%硫酸更强的酸。固体超强酸具有不腐蚀反应设备、不污染环境、不怕水、耐高温、反应活性高、选择性好、制备容易、在反应体系中易分离、不易中毒等优点, 同时能够重复使用, 是一种优良的环境友好催化剂, 具有工业使用价值。徐洪等[24]利用低温方法制备了S2O82-/Ti02固体超强酸催化剂, 并考察了该催化剂在乙酸和异戊醇酯化反应中的催化活性和稳定性。结果表明, 反应的最佳醇酸物质的量比为1.2 ∶1, 催化剂用量为反应物料总量的1.0%, 反应时间1.5 h, 反应温度110～120℃, 酯化率可达95%;张应军等[25]制备了固体超强酸催化剂S2O82-/Fe2O3-CoO, 并用于乙酸异戊酯合成反应。正交试验法合成乙酸异戊酯的最佳条件为醇酸物质的量比为1.5 ∶1, 催化剂用量为0.8 g (以0.2 mol乙酸为准) , 带水剂用量为10 mL, 反应时间为2.5 h, 其酯化率可达98%以上。孙蕊等[26]制备了固体超强酸S2O82-/MCM-41并用于合成乙酸异戊酯, 结果表明在醇酸物质的量比1.5 ∶1, 催化剂用量0.4 g (冰醋酸用量为0.1 mol) , 带水剂甲苯15 mL, 反应温度110～130℃ , 反应时间2 h的最佳条件下, 酯化率可达99% 以上。

严冬莹等[27]用固体超强酸SO42-/TiO2-SiO2催化合成乙酸异戊酯, 结果表明, 冰乙酸和异戊醇物质的量比为1 ∶1.5, 催化剂用量0.6 g (冰乙酸用量为0.1 mol) , 反应温度110～118℃ , 回流时间3 h, 酯化率可达96.7% , 且催化剂可重复使用。

洪军等[28]利用制备的纳米固体超强酸S042-/ZnO催化合成乙酸异戊酯, 催化剂用量为酸量的0.7～1.0%, 乙酸, 异戊醇物质的量比为2 ∶1.0, 反应时间为2 h, 温度在110～112℃, 酯化率可达96.70%。

訾俊峰[29]利用磁性固体超强酸催化合成乙酸异戊酯, 结果表明, 当乙酸的用量为0.1 mol时, 异戊醇为0.11 mol, 催化剂为1.0 g, 带水剂环己烷为15 mL, 反应1.5 h时, 酯化率可达96% 以上。

6结束语

硅胶固载硫酸镓催化合成己酸异戊酯 第2篇

硅胶固载硫酸镓催化合成己酸异戊酯

采用自制的`硅胶固载硫酸镓为催化剂合成了己酸异戊酯.考察了催化剂用量、醇酸物质的量比、反应时间及催化剂重复使用次数等因素对收率的影响.结果表明,该催化剂具有催化活性高,易分离回收,重复使用性良好等优势.最佳反应条件为:己酸0.1 mol,醇酸物质的量比1.4,催化剂1.0 g,反应时间60 min,二甲苯15 mL,收率95.3%.

作 者：陈冬梅 CHEN Dong-mei  作者单位：洛阳理工学院,科研处,河南,洛阳,471023 刊 名：应用化工  ISTIC英文刊名：APPLIED CHEMICAL INDUSTRY 年，卷(期)：2008 37(12) 分类号：O623.624 关键词：己酸异戊酯   硅胶固载硫酸镓   催化   合成  

微波促进磺化炭催化合成乙酸异戊酯 第3篇

1 实验部分

1.1 试剂

乙酸、异戊醇、氢氧化钠均为市售分析纯试剂。

磺化炭按照文献[12]的方法制备:将商品活性炭放入烘箱中干燥后, 每次称取5.0 g放入圆底烧瓶中, 用移液管移取2.0 mL浓硫酸, 插上温度计, 控制磺化温度在120 ℃左右, 反应2 h。加入二次蒸馏水终止反应, 抽洗至滤液为中性。放入烘箱, 干燥至恒重, 即得到可用的磺化炭。

1.2 仪器设备

Biotage微波合成仪, 环球分析测试仪器有限公司;800-1型离心机, 江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司;AVATAR-360 FT-IR红外光谱仪, 美国Nicolet公司;WZS-I阿贝折光仪, 上海光学仪器厂。

1.3 实验步骤

在8 mL反应瓶中, 按照一定比例加入乙酸、异戊醇和催化剂, 密封, 放入微波炉中, 在设定的温度下反应一段时间后, 冷却后取出, 离心分离, 用氢氧化钠滴定法计算酯化率。蒸馏收集138～142 ℃馏分, 可得有香蕉和梨香味的乙酸异戊酯产品。

氢氧化钠滴定法:用异戊醇洗涤催化剂, 离心分离, 离心液加入2滴酚酞, 用NaOH溶液滴至微红, 按下式计算酯化率。

酯化率=[1- (V1-V2) /V3]×100%

式中:V1——反应后混合物消耗的氢氧化钠的体积

V2——过量的酸消耗的氢氧化钠的体积

V3——理论反应的酸消耗的氢氧化钠的体积

1.4 产物分析

合成的乙酸异戊酯为浓郁水果气味的无色透明的液体, 室温下测折光率为1.4002, 与文献值[13]基本相符。

对乙酸异戊酯进行红外光谱分析, 结果见图1。

由图1显示下列主要吸收峰 (cm-1) :烃基C-H伸缩振动2959 cm-1、2873 cm-1;酯的C=O伸缩振动1740 cm-1[14], C-O伸缩振动1228 cm-1[14];异丙基伸缩振动1388 cm-1、1366 cm-1;无羟基吸收峰。其谱图与红外光谱仪随机谱库中乙酸异戊酯标准谱图一致。

2 结果与讨论

2.1 反应时间对酯化率的影响

在8 mL反应瓶中, 加入乙酸0.76 g, 异戊醇0.62 g (酸醇摩尔比为1.8:1) , 磺化炭0.042 g (催化剂的量为实际反应的乙酸质量的10%) , 密封, 放入微波炉中, 在反应温度为200 ℃条件下反应一段时间, 测定反应酯化率, 结果见表1。

从表1可知, 随着反应时间的延长, 酯化率逐渐增大。当反应时间从15 min增加到20 min时, 酯化率增加了4.49%;而当反应时间从20 min增加到25 min时, 酯化率只增加了1.25%, 再增加反应时间, 对酯化率的影响不大, 所以反应时间选择20 min为好。

2.2 反应温度对酯化率的影响

在8 mL反应瓶中, 加入乙酸0.76 g, 异戊醇0.62 g (酸醇摩尔比为1.8:1) , 磺化炭0.042 g (催化剂的量为实际反应的乙酸质量的10%) , 密封, 放入微波炉中, 在设定的温度下反应20 min后, 测定反应酯化率, 结果见表2。

从表2可知, 随着反应温度的升高, 酯化率逐渐增大, 当反应温度从190 ℃升高到200 ℃时, 酯化率增加了5.14%;当反应温度从200 ℃升高到210 ℃时, 酯化率增加了1.08%, 此时酯化率增加的幅度不大。又由于反应是在高温高压的密封容器内进行, 瓶内气压已接近仪器所能承受的极限压强, 温度不能继续升高, 所以反应温度选择200 ℃。

2.3 酸醇摩尔比对酯化率的影响

在8 mL反应瓶中, 先固定异戊醇的量, 改变乙酸的量, 催化剂的量为实际反应的乙酸质量的10%, 密封, 放入微波炉中, 在反应温度为200 ℃, 反应时间为20 min, 测定反应酯化率, 结果见表3。

从表3可知, 随着反应酸醇摩尔比的增大, 酯化率逐渐增大, 当酸醇摩尔比从1.6:1升高到1.8:1时, 酯化率增加了5.03%;当反应比从1.8:1升高到2.0:1时, 酯化率增加了2.20%, 此时酯化率增加的幅度不大。所以反应的适宜酸醇摩尔比为1.8:1。

2.4 催化剂用量对酯化率的影响

在8 mL反应瓶中, 乙酸0.76 g, 异戊醇0.62 g (酸醇摩尔比为1.8:1) , 一定量的磺化炭, 密封, 放入微波炉中, 在反应温度为200 ℃, 反应时间为20 min, 测定反应酯化率, 结果见表4。

从表4可以看出, 酯化率最高时, 催化剂的用量为0.03 g (催化剂的量为实际反应的乙酸质量的8%) 。所以适宜的催化剂用量为实际反应的乙酸质量的8%。

3 结 论

(1) 磺化炭催化剂是催化乙酸与异戊醇反应合成乙酸异戊酯的良好催化剂, 催化效果好, 有工业应用价值.

(2) 在微波作用下, 以磺化炭为催化剂催化乙酸与异戊醇反应合成乙酸异戊酯的优化条件是:酸醇摩尔比为1.8:1, 反应温度为200 ℃, 反应时间20 min, 催化剂用量为实际反应的乙酸质量的8%.乙酸的酯化率达85.51%。

摘要：在微波辐射下, 用活性炭磺化制得固体磺化炭作为催化剂, 由乙酸和异戊醇合成乙酸异戊酯。对乙酸与异戊醇酯化反应条件进行优化, 优化条件是:酸醇摩尔比为1.8:1, 反应温度为200℃, 反应时间为20 min, 催化剂用量为实际反应的乙酸质量的8%.乙酸的酯化率达85.51%.产物经过红外光谱表征。

氯乙酸异戊酯 第4篇

关键词：乙酸异戊酯,H3PW12O40/ZrO2-WO3,催化

乙酸异戊酯是具有宜人的香味无色透明的液体是重要的合成香料和有机溶剂,广泛应用于食品、医药、涂料、印染的部门,在国内外具有广阔的需求市场。乙酸异戊酯传统的合成方法是用无机酸做催化剂,乙酸与异戊醇为原料催化合成而得,但该法不仅存在存在副反应多,而且易造成环境污染等缺点。因此,研究和开发合成乙酸异戊酯的方法具有一定的意义。文献报道了SO42-/Ti O2[1]、Fe Cl3�6H2O[2]、锗钨杂多酸[3]、Ti Si W12O40/Ti O2[4]、对甲苯磺酸[5]、氨基磺酸[6]等催化剂对合成目标产物具有良好的催化活性。本文主要研究了H3PW12O40/Zr O2-WO3催化合成乙酸异戊酯,探讨了各种因素对乙酸异戊酯收率的影响。

1 实验

1.1 试剂及仪器

异戊醇,冰乙酸,环己烷,钨酸,6 m o l/L氨水Zr OCl2·8H2O,磷钨酸参考文献[7]自制,饱和食盐水。

德国Bruker公司D8 ADVANCE X-Ray衍射仪,Cu Kα,石墨单色器滤波,扫描范围为2θ=5~70�,管电流为40m A,管电压为40k V;Abbe折光计;Nicolet5700 FT-IR傅立叶变换红外光谱仪。

1.2 催化剂H3PW12O40/Zr O2-WO3的制备

将一定质量的Zr OCl28H2O溶于蒸馏水中配成溶液,在剧烈搅拌下缓慢滴加浓氨水至p H=9-10得到白色沉淀,室温下陈化24h,抽滤用去离子水洗至无Cl-。将滤饼置于烘箱中在110℃下干燥4h得到Zr O(OH)2粉末,研碎与一定质量的钨酸混合至于马弗炉中500℃煅烧10h得到Zr O2-WO3载体。

将1g H3PW12O40溶于20m L蒸馏水中按照一定质量放入Zr O2-WO3载体浸泡24h,过滤干燥,并在200℃煅烧3h得到催化剂。

1.3 催化合成乙酸异戊酯的操作方法

在100m L三颈瓶中按一定计量比加入带水剂环己烷、乙酸、一定量的催化剂和异戊醇,装上分水器、回流冷凝管和温度计,加热回流分水一段时间。稍冷,放出水层。将有机层合并后用饱和食盐水和5%的Na2CO3溶液洗涤,然后用无水Ca Cl2干燥30min。进行常压蒸馏,收集136℃-143℃范围之间的馏分,即得无色透明液体产品,测定其折光率,计算收率。

2 结果与讨论

2.1 催化剂的表征

H3PW12O40和H3PW12O40/Zr O2-WO3的红外光谱图如图1所示。

由图1负载后的催化剂H3PW12O40/Zr O2-WO3和H3PW12O40的红外光谱图对比可以看出1500-1750之间的峰同样有明显的减弱,3250-3500之间的峰强度变弱,说明磷钨酸与载体是发生了较强的化学作用。在500-1000cm-1区间,中心原子P因对称伸缩振动引起的峰在负载后变成一个宽峰,这说明负载后的催化剂的骨架结构仍然保持Keggin型结构[8],受到了载体的影响。

负载后的催化剂H3PW12O40/Zr O2-WO3和H3PW12O40的XRD图显示H3PW12O40在7.9,25.3,34.5处具有Keggin型结构[9]的特征衍射峰,而负载后的催化剂H3PW12O40/Zr O2-WO3在7.9处的峰有明显的减弱,而在22-25之间出现了几个明显的衍射峰,同时在34.5处的衍射峰有一定的加强。这说明负载后的催化剂中的H3PW12O40并不是完全产生了化学作用,其中有部分H3PW12O40依靠物理作用均匀的分散在载体上。

2.2 合成乙酸异戊酯的优化条件的选择

在固定乙酸用量为0.2mol的情况下,该反应的影响因素主要有醇酸的摩尔比A,催化剂H3PW12O40/Zr O2-WO3用量B,带水剂环己烷用量C和反应时间D,本文采用四因素(A,B,C,D)三水平(1,2,3)的正交实验法L9(34),考察了四因素对合成目标物的影响。设计正交试验正交试验的结果与分析列于表1。

由表2可知,四个因素中以醇酸的摩尔比对反应的影响最为明显,大小顺序为A>C>B>D。由位级分析可知,最佳的位级组合是A3B1C2D3,亦即适宜的反应条件是固定乙酸用量为0.2mol的情况下,n(异戊醇):n(乙酸)=1.4:1,反应时间为90min,环己烷用量为8 m L,催化剂的用量占反应物料总质量0.5%。在优化条件下平行实验三次,三次收率结果分别为70.8%,71.5%和72.0%,产品平均收率可达71.4%。

2.3 产品的分析鉴定

按本法制得乙酸异戊酯产物的主要红外光谱数据(υ):1739.1(vc=o),1171.4(vc-o-c),羰基和醇羟基峰消失,呈现酯基的特征峰,与乙酸异戊酯的标准IR光谱图具有一致的特征吸收峰,由IR数据可确认产物为目标物的结构。产物的折光率n D20为1.4002,与文献值[4](n D20为1.4003)基本相符。

3 结论

用H3PW12O40/Zr O2-WO3作为催化剂催化合成乙酸异戊酯的最适宜的条件是n(乙酸)=0.20mol,n(异戊醇):n(乙酸)=1.4:1,反应时间为90 min,环己烷用量为8 m L,催化剂的用量占反应物料总质量0.5%。在优化条件下,产品收率可达71.4%。H3PW12O40/Zr O2-WO3对催化合成乙酸异戊酯具有比较好的催化活性,不仅反应时间短,无污染,而且收率较高,具有良好的应用前景。

参考文献

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[8]PopeMT.HeteropolyandIsopolyOxometalates[M].NewYork:Springe Verlag,1983.

氯乙酸异戊酯 第5篇

1 实验部分

1.1 催化剂的制备

1.1.1 硅胶的活化

取原料硅胶20g, 在6mol/l的盐酸溶液中浸泡4h, 用去离子水洗至无氯离子, 放入真空干燥箱中于130℃干燥2h, 贮存于干燥器中备用。

1.1.2 苯基三氯硅烷改性催化剂制备

将20g干燥后的硅胶在马弗炉中250℃活化2h, 加入到含有200ml甲苯、12.4g苯基三氯硅烷三口烧瓶中, 回流搅拌24h, 反应过程中产生的HCl用氢氧化钠溶液吸收;反

应结束后过滤, 依次用甲苯、丙酮和甲醇洗涤烘干后得苯基三氯硅烷改性硅胶 (CB-硅胶) 。取一定量的Ti (SO4) 2, 加微量水溶解, 加到5gCB-硅胶和100ml无水乙醇三口烧瓶中, 回流搅拌一定时间, 反应结束后滤去溶剂, 得苯基三氯硅烷改性硅胶负载Ti (SO4) 2催化剂, 记为Ti (SO4) 2/CB-硅胶。通过控制Ti (SO4) 2溶液浓度和吸附时间来调节负载量。

1.2 丁酸异戊酯的制备

在装有回流冷凝器, 温度计和分水器的四口瓶中, 加入一定量的丁酸, 异戊醇, 催化剂, 加热搅拌回流分水, 反应同时定时取样测定其酸值 (GB1668-95) , 计算酯化率, 直至反应中没有水生成或者其酯化率变化不明显时停止加热。酯化率的计算公式如下:酯化率= (1-反应结束时酸值) /反应起始酸值×100%。

将反应液冷却过滤, 用水洗涤, 再用NaHCO3调节pH至7.0, 无水Na2SO4干燥, 减压蒸馏得无色透明具有水果香味的液体, 收率:92.7%, BP:177.5℃ (760mmHg) 。IR:υma x (c m-1) 1 7 2 5 (-C O-) , 1 1 8 5 (C-O) , 2 9 3 0 (-C H3) , 1 0 8 0 ( (C H3) 2C H-) , 7 2 5, 7 2 0 (-C H2-) 。

2 结果与讨论

2.1 Ti (S O4) 2负载量及催化活性

以Ti (SO4) 2相对于CB-硅胶载体的质量百分数作为Ti (SO4) 2的负载量。当丁酸为0.1mol, 异戊醇为0.2mol, 固载催化剂T i (S O4) 2/CB-硅胶用量为1.5g, 回流反应3h, Ti (SO4) 2的负载量对酯化率的影响如图1。

当Ti (SO4) 2的负载量为5%时, 催化活性较低;当负载量达到20%时, 酯化率为90.0%。继续增加负载量, 酯化率无明显增大。因此, Ti (SO4) 2的负载量以20%为宜。

2.2 Ti (SO4) 2/CB-硅胶用量对酯化率的影响

在上述实验条件下, 考察Ti (SO4) 2的负载量为20%的Ti (SO4) 2/CB-硅胶用量对酯化率的影响, 结果如图2。随着Ti (SO4) 2/CB-硅胶用量的增加, 酯化率增大。当Ti (SO4) 2/CB-硅胶用量达到1.5时, 酯化率达到89.0%。继续增加Ti (SO4) 2/CB-硅胶用量, 酯化率无明显增加。因此, Ti (SO4) 2/CB-硅胶较适宜用量为1.5。

2.3 原料摩尔比对酯化率的影响

异戊醇和丁酸的摩尔比对酯化反应有较大影响。在1.5gTi (SO4) 2/CB-硅胶催化剂作用下, 固定丁酸0.1mol, 改变异戊醇的投料量, 反应时间为3h。结果如图3, 当醇酸摩尔比小于2∶1时, 酯化率较低;可继续增加异戊醇用量, 收率变化不大;若异戊醇过量太多, 收率反而有所下降。因此, 适宜的醇酸摩尔比为2∶1。

2.4 反应时间对酯化率的影响

在上述实验条件下, 反应时间对酯化率影响如图4。随着反应时间的延长, 酯化率逐渐增大。当反应3h时, 酯化率较高。继续延长反应时间, 产率无明显提高。因此, 反应时间以3h为宜。

3 结语

以苯基三氯硅烷改性硅胶负载硫酸钛作为合成丁酸异戊酯的催化剂, 催化活性高, 用量少, 制备简单, 无腐蚀, 易回收利用∶

摘要：以苯基三氯硅烷改性硅胶负载硫酸钛催化合成丁酸异戊酯, 确定了酯化的优化条件, 实验结果表明, 催化剂的催化活性高, 反应条件温和, 方法简便, 酯化率高。