畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)乙二醇丁醚醋酸酯的合成工藝研究

1、本 科 畢 業(yè) 論 文題目乙二醇丁醚醋酸酯的合成工藝研究作 者： 專 業(yè)： 化學(xué)工程與工藝 指導(dǎo)教師： 完成日期： 2011年6月15日 原 創(chuàng) 性 聲 明本人聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果。參與同一工作的其他同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。 簽 名： 日 期： 2011-01-03 本論文使用授權(quán)說(shuō)明本人完全了解南通大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)校有權(quán)保留論文及送交論文復(fù)印件，允許論文被查閱和借閱；學(xué)?？梢怨颊撐牡娜炕虿糠謨?nèi)容。（保密的論文在解密

2、后應(yīng)遵守此規(guī)定）學(xué)生簽名： 黃劍鋒 指導(dǎo)教師簽名： 日期： 南通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）立題卡課題名稱乙二醇丁醚醋酸酯的合成工藝研究出題人王樹(shù)清課題表述（簡(jiǎn)述課題的背景、目的、意義、主要內(nèi)容、完成課題的條件、成果形式等）乙二醇丁醚醋酸酯為無(wú)色透明液體。微溶于水，可與大多數(shù)有機(jī)溶劑混溶，乙二醇丁醚醋酸酯是一種高沸點(diǎn)的、含多官能基的二元醇醚酯類溶劑，可用作乳膠漆的助聚結(jié)劑，它對(duì)多種漆有著優(yōu)良的溶解性能，使它在多彩涂料和乳液涂料中獲得廣泛的應(yīng)用。二乙二醇丁醚醋酸酯有著十分高的沸點(diǎn)，主要用于高溫烤瓷以及印刷油墨的高沸點(diǎn)溶劑，也用作乳膠漆的助聚結(jié)劑；由于該溶劑揮發(fā)速度很慢，在水中溶解度低，所以可作為絲網(wǎng)印刷

3、油墨的溶劑，以及聚苯乙烯涂料印花釉的溶劑；也可作為共沸劑用于醇與酮的分離。乙二醇丁醚醋酸酯的傳統(tǒng)合成方法是在濃硫酸催化下由乙二醇丁醚與醋酸進(jìn)行酯化反應(yīng)合成，但該法存在副反應(yīng)多，產(chǎn)品純度不高，設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，后處理中含有大量的酸性廢水，造成環(huán)境污染等缺點(diǎn)。近年來(lái)對(duì)環(huán)境保護(hù)的要求越來(lái)越高。因此，研究和開(kāi)發(fā)合成乙二醇丁醚醋酸酯的方法具有一定的意義。文獻(xiàn)報(bào)道一些路易斯酸、分子篩、蒙脫土等固體酸催化劑對(duì)酯化反應(yīng)具有良好的催化作用。新型環(huán)境友好綠色催化劑強(qiáng)酸性陽(yáng)離子樹(shù)脂開(kāi)發(fā)研究日益受到人們關(guān)注。通過(guò)本課題的研究，能鍛煉學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行科學(xué)研究的能力，提高創(chuàng)新能力。本課題主要內(nèi)容就是通過(guò)考察原料配比、反應(yīng)溫度、反

4、應(yīng)時(shí)間、溶劑以及催化劑等因素對(duì)乙二醇丁醚醋酸酯合成的影響，探討相應(yīng)的合成工藝。開(kāi)展本課題的設(shè)備基本齊全。成果形式：畢業(yè)論文。課題來(lái)源其他課題類別畢業(yè)論文該課題對(duì)學(xué)生的要求 已完成專業(yè)課程的學(xué)習(xí)。教研室意見(jiàn) 教研室主任簽名：_ _年_月_日學(xué)院意見(jiàn)同意立題（）不同意立題（） 教學(xué)院長(zhǎng)簽名：_ _年_月_日注：1、此表一式三份，學(xué)院、教研室、學(xué)生檔案各一份。2、課題來(lái)源是指：1.科研，2.社會(huì)生產(chǎn)實(shí)際，3. 其他。3、課題類別是指：1.畢業(yè)論文，2.畢業(yè)設(shè)計(jì)。4、教研室意見(jiàn)：在組織專業(yè)指導(dǎo)委員會(huì)審核后，就該課題的工作量大小，難易程度及是否符合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和要求等內(nèi)容提出具體的意見(jiàn)和建議。5、學(xué)院可

5、根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)，可對(duì)該表格進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷?。?通 大 學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)題目 乙二醇丁醚醋酸酯的合成工藝研究 學(xué) 生 姓 名 學(xué) 院 杏林學(xué)院 專 業(yè) 化學(xué)工程與工藝 班 級(jí) 化074(杏) 學(xué) 號(hào) 起 訖 日 期 2010.11.142011.6.15 指導(dǎo)教師 職稱 副教授 發(fā)任務(wù)書(shū)日期 2010 年 11 月 14 日課題的內(nèi)容和要求（研究?jī)?nèi)容、研究目標(biāo)和解決的關(guān)鍵問(wèn)題） 研究?jī)?nèi)容：（1）研究不同生產(chǎn)工藝路線對(duì)合成結(jié)果及成本的影響。（2）研究不同催化劑對(duì)合成結(jié)果及成本的影響。（3）研究不同工藝條件對(duì)合成結(jié)果及成本的影響。（4）研究以乙二醇丁醚與醋酸為原料合成工藝的“最優(yōu)”條件。 研究

6、目標(biāo)： (1) 產(chǎn)品收率達(dá)到94以上； (2) 合成反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率達(dá)到96以上； (3) 產(chǎn)品的含量達(dá)到98以上。解決的關(guān)鍵問(wèn)題：（1）確定合成產(chǎn)品的“最優(yōu)”工藝參數(shù)。（2）確定合成產(chǎn)品工藝中所用的“最優(yōu)”催化劑。（3）確定提高產(chǎn)品收率的最主要工藝因素。課題的研究方法和技術(shù)路線研究方法：首先進(jìn)行文獻(xiàn)檢索、閱讀和綜述工作，全面了解課題的意義、目的、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢(shì)。在此基礎(chǔ)之上，確立課題的工作方案。然后通過(guò)預(yù)實(shí)驗(yàn)、系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)工作對(duì)課題進(jìn)行系統(tǒng)的研究。最后通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析、整理得出研究結(jié)果。本課題按下面幾個(gè)步驟進(jìn)行：(1) 查閱文獻(xiàn)、外文翻譯、文獻(xiàn)綜述、撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告(2) 確定合成

7、路線(3) 進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)，了解、確定影響研究結(jié)果的因素(4) 進(jìn)行系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，掌握各因素的影響規(guī)律(5) 對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面地分析、整理，得出合理的結(jié)論(6) 撰寫(xiě)論文技術(shù)路線：采用乙二醇丁醚與醋酸為原料，在一定的溶劑、催化劑作用下，在較溫和的溫度條件下，進(jìn)行反應(yīng)生成乙二醇丁醚醋酸酯。 該工藝路線，流程短、無(wú)污染，所以是一條環(huán)保的綠色工藝路線。基礎(chǔ)條件 需要玻璃反應(yīng)器、真空干燥箱、攪拌器、電加熱套及玻璃容器等。參考文獻(xiàn)1 蔡述蘭.固體酸催化合成乙酸異戊酯研究進(jìn)展j.云南化工.2009(2):62-652 任立國(guó),高文藝.so42-/tio2固體超強(qiáng)酸催化合成苯乙酮乙二醇縮酮j.香料香精化妝品.20

8、04,（5）:13-163 李善吉.俞善信.強(qiáng)酸性樹(shù)脂催化合成羧酸烯丙酯j.化學(xué)與粘合.2000;(4).169-1704 張魯西,俞善信,歐植澤.強(qiáng)酸性樹(shù)脂催化合成羧酸異戊酯j.江蘇化工.1997;25(4):30-325 彭輝.強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂催化合成氯乙酸異辛酯的研究j.云南化工.1994;(2):13-156 張晉芬,邵海英,楊吉勇.雜多酸催化劑在羧酸酯化反應(yīng)中的應(yīng)用j.精細(xì)石油化工.1993;(1):51-537 楊樹(shù).硫酸氫鈉催化合成丁酸戊酯的研究j.化學(xué)試劑.2002;24(3):177-1788 張敏,袁先友.活性炭負(fù)載磷鎢酸催化合成蘋果酯j. 化學(xué)試劑.2002;24(2

9、):115-1169 艾仕云.復(fù)合固體超強(qiáng)酸/zro2-al2o3催化合成三醋酸甘油酯的研究j.化學(xué)世界.1997;(12):633-63510 陶賢平.固體超強(qiáng)酸/tio2催化合成三醋酸甘油酯j.南通職業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào).2000,14(1):26-3011 王樹(shù)清,高崇.強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂催化合成甲酸己酯j.日用化學(xué)工業(yè).2004;(3):198-20012 楊光 江鐵男.732型強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂催化合成乙酸芐酯j.高師理科學(xué)刊.2000;20(4):39-41本課題必須完成的任務(wù)1、開(kāi)題報(bào)告2、畢業(yè)論文3、外文翻譯成果形式1、畢業(yè)論文2、產(chǎn)品樣品進(jìn)度計(jì)劃起訖日期工作內(nèi)容備 注第1周文獻(xiàn)檢索

10、第2周文獻(xiàn)檢索第3周文獻(xiàn)檢索第4周開(kāi)題報(bào)告第5-13周實(shí)驗(yàn)研究第14周撰寫(xiě)論文第15周論文排版打印第16周答辯教研室審核意 見(jiàn) 教研室主任簽名： _年_月_日學(xué)院意見(jiàn) 教學(xué)院長(zhǎng)簽名： _年_月_日注：此表為參考表格，學(xué)院可根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)，對(duì)該表格進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷摹Ｄ贤ù髮W(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告學(xué)生姓名黃劍鋒學(xué) 號(hào)0708053053專業(yè)化學(xué)工程與工藝課題名稱乙二醇丁醚醋酸酯的合成工藝研究閱讀文獻(xiàn)情 況國(guó)內(nèi)文獻(xiàn) 13 篇開(kāi)題日期2010.12.30國(guó)外文獻(xiàn) 0 篇開(kāi)題地點(diǎn)南通大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院一 文獻(xiàn)綜述與調(diào)研報(bào)告：（闡述課題研究的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，本課題研究的意義和價(jià)值、參考文獻(xiàn)）1.1 課題

11、研究的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)乙二醇丁醚醋酸酯工業(yè)生產(chǎn)多采用乙二醇丁醚和醋酸為原料經(jīng)硫酸催化酯化得到，由于用硫酸作均相催化劑，由此造成設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，副反應(yīng)多，反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，廢水排放量大，后處理工藝復(fù)雜等眾所周知的弊端。因此，隨著人們節(jié)約資源、簡(jiǎn)化流程、提高經(jīng)濟(jì)效益、保護(hù)環(huán)境的意識(shí)逐漸增加以及環(huán)保法規(guī)的日益完善，非硫酸催化合成酯類已成必然趨勢(shì)。有識(shí)之士也作了大量有益的探索并發(fā)現(xiàn)了一些有工業(yè)化應(yīng)用前景的酯化催化劑1。so42-/tio2固體超強(qiáng)酸作為一種新型催化材料，在酸催化反應(yīng)中表現(xiàn)出優(yōu)良的催化性能2。另外強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂是一種常用的酸性催化劑，來(lái)源容易，價(jià)廉，無(wú)腐蝕性3-5。近年來(lái)，雜多酸作為酸催化劑

12、已在烯烴水合、環(huán)氧化物醇化、苯烴化及合成乙酸正丁酯等反應(yīng)中證明比傳統(tǒng)礦物酸具有更高的催化活性。雜多酸是多核、多催化活性中心的固體酸，在有機(jī)反應(yīng)中，具有催化活性高、選擇性好、易于與產(chǎn)品分離、無(wú)環(huán)境污染、不腐蝕設(shè)備等優(yōu)點(diǎn)，成為取代濃硫酸作酸性催化劑研究的熱門課題。雜多酸硅鎢酸及固載硅鎢酸(鹽)在合成酯類和縮醛(酮)中，具有良好的催化活性，以硅鎢酸和固載硅鎢酸(鹽)為催化劑合成單個(gè)酯和單個(gè)縮醛(酮)的研究不少6-7。使用硫酸氫鈉作為催化劑催化丁酸戊酯的酯化反應(yīng)，效果良好。這是一種價(jià)廉易得，催化效果好，用量少，不溶于反應(yīng)體系而易分離，基本不存在對(duì)設(shè)備的腐蝕和環(huán)境污染，后處理工藝簡(jiǎn)單，具有應(yīng)用價(jià)值的催化

13、劑8 。以活性炭負(fù)載磷鎢酸為催化劑合成了蘋果醇，確定了反應(yīng)的最優(yōu)條件。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，催化劑的催化活性高，可重復(fù)使用9。1.2 本課題研究的意義和價(jià)值乙二醇丁醚醋酸酯傳統(tǒng)的合成方法是以硫酸催化乙二醇丁醚與醋酸酯化而得。由于濃硫酸同時(shí)具有酯化、脫水和氧化等作用，導(dǎo)致一系列副反應(yīng)的發(fā)生，給產(chǎn)品的精制和原料的回收帶來(lái)困難。特別是作為食品香料，必須符合一定的衛(wèi)生指標(biāo)，后處理工藝復(fù)雜，環(huán)境污染嚴(yán)重，腐蝕設(shè)備嚴(yán)重，使產(chǎn)品的成本增加。為了克服上述缺點(diǎn)，采用強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂作催化劑合成此產(chǎn)品。該催化劑具有高活性和高選擇性，反應(yīng)速度快，用量少，產(chǎn)率高，化學(xué)穩(wěn)定性好，可重復(fù)使用多次，后處理簡(jiǎn)單，不產(chǎn)生環(huán)境污染，

14、不腐蝕設(shè)備和成本低10-11。但是單一品種的合成酯催化劑催化性能不盡人意，而由鈦酸酯和鋅酸鹽復(fù)合而成的催化劑具有協(xié)同效應(yīng)，表現(xiàn)出良好的催化活性，催化劑的用量可大大減少，在工業(yè)生產(chǎn)中具有廣闊的應(yīng)用前景12。酶催化（脂肪酶催化，菌體催化等）工藝不僅催化活性高，產(chǎn)品質(zhì)量好，而且反應(yīng)條件簡(jiǎn)單，溫和，酶重復(fù)使用方便，酶活性保持時(shí)間長(zhǎng)，在生物酶的固定及精細(xì)化學(xué)品的合成中有較大的使用價(jià)值13。本課題不僅能培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考與創(chuàng)新能力，也能提高學(xué)生的動(dòng)手能力，同時(shí)生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)方面有重要的意義。目前，國(guó)內(nèi)外羧酸酯類的合成的發(fā)展趨勢(shì)越來(lái)越多的偏向于研究合成綠色、高效、環(huán)保等多功能的新型催化劑劑。一方面，合成環(huán)境

15、友好的催化劑所采用的原料都比較易得，在開(kāi)發(fā)過(guò)程中可以降低成本；另一方面，合成環(huán)境友好的催化劑所采用的都是低毒、高效、無(wú)污染的工藝，較大范圍的降低了環(huán)境的負(fù)荷。發(fā)展我國(guó)羧酸酯類香料應(yīng)當(dāng)注意加大科技投入力度，大力開(kāi)展技術(shù)創(chuàng)新，加強(qiáng)安全法規(guī)和環(huán)境保護(hù)，強(qiáng)化企業(yè)管理，提高經(jīng)濟(jì)效益。參考文獻(xiàn)1 蔡述蘭.固體酸催化合成乙酸異戊酯研究進(jìn)展j.云南化工.2009,(2):62-652 任立國(guó),高文藝.so42-/tio2固體超強(qiáng)酸催化合成苯乙酮乙二醇縮酮j.香料香精化妝品.2004,(5):13-163 李善吉.俞善信.強(qiáng)酸性樹(shù)脂催化合成羧酸烯丙酯j.化學(xué)與粘合.2000,(4).169-1704 張魯西,俞

16、善信,歐植澤.強(qiáng)酸性樹(shù)脂催化合成羧酸異戊酯j.江蘇化工.1997,25(4):30-325 彭輝.強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂催化合成氯乙酸異辛酯的研究j.云南化工.1994,(2):13-156 張晉芬,邵海英,楊吉勇.雜多酸催化劑在羧酸酯化反應(yīng)中的應(yīng)用j.精細(xì)石油化工.1993,(1):51-537 羅玉梅，白愛(ài)民。硅鎢酸在催化合成酯類和縮醛(酮)中應(yīng)用研究進(jìn)展j. 化工科技.2003,11(6):49-538 楊樹(shù).硫酸氫鈉催化合成丁酸戊酯的研究j.化學(xué)試劑.2002,24(3):177-1789 張敏,袁先友.活性炭負(fù)載磷鎢酸催化合成蘋果酯j.化學(xué)試劑.2002,24(2):115-11610

17、 王樹(shù)清,高崇.強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂催化合成甲酸己酯j.日用化學(xué)工業(yè).2004;(3):198-20011 楊光,江鐵男.732型強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂催化合成乙酸芐酯j.高師理科學(xué)刊.2000,20(4):39-4112 胡文云.復(fù)合催化劑在合成酯生產(chǎn)中的應(yīng)用研究j.武漢工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào).2005,24(4):57-5813 徐洪峰,吳文龍.酶催化合成丁酸丁酯j.淮北煤炭師范學(xué)院學(xué)報(bào).2005,26(4):45-47二 本課題的基本內(nèi)容，預(yù)計(jì)解決的難題研究?jī)?nèi)容：（1）制備固體酸，強(qiáng)酸性樹(shù)脂，強(qiáng)酸性陽(yáng)離子等催化劑;（2）上述催化劑催化乙二醇丁醚及醋酸合成乙二醇丁醚醋酸酯的活性研究及探索實(shí)驗(yàn)。（3）催

18、化劑催化合成乙二醇丁醚醋酸酯的實(shí)驗(yàn)優(yōu)化。（4）產(chǎn)物定量分析及產(chǎn)物定性分析。研究目標(biāo)： (1) 產(chǎn)品收率達(dá)到90以上； (2) 合成反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率及選擇性達(dá)到90以上； (3) 產(chǎn)品的含量達(dá)到95以上。解決的關(guān)鍵問(wèn)題：（1）確定合成產(chǎn)品最好的工藝路線。（2）確定合成產(chǎn)品最適當(dāng)?shù)拇呋瘎＃?）確定提高產(chǎn)品收率的最好的方法及其工藝因素。三 課題的研究方法、技術(shù)路線研究方法：（1） 以乙二醇丁醚與醋酸為基本原料，加入玻璃反應(yīng)器中，反應(yīng)溫度在，在酸性催化劑和共沸脫水劑存在下直接酯化合成乙二醇丁醚醋酸酯。（2） 傾出反應(yīng)液，催化劑不溶于反應(yīng)液留在反應(yīng)瓶中而與反應(yīng)液分離。反應(yīng)液先用10ml左右5%的碳酸鈉溶液

19、洗滌，再用水洗數(shù)次至中性。（3） 對(duì)產(chǎn)物干燥,常壓蒸餾回收未反應(yīng)的乙二醇丁醚，減壓蒸餾收集78812.4kpa的餾分為產(chǎn)物。（4） 對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行分析鑒定。技術(shù)路線： 溶劑，催化劑較溫和的溫度乙二醇丁醚醋酸酯粗品原料分離催化劑10ml，5%碳酸鈉溶液反應(yīng)液干燥加水中性溶液常壓蒸餾乙二醇丁醚減壓蒸餾乙二醇丁醚醋酸酯四 研究工作條件和基礎(chǔ)所需儀器：玻璃反應(yīng)器、真空干燥箱、攪拌器、電加熱套及玻璃容器等。五、進(jìn)度計(jì)劃起訖日期工作內(nèi)容第1周文獻(xiàn)檢索第2周文獻(xiàn)檢索第3周文獻(xiàn)檢索第4周開(kāi)題報(bào)告第5-13周實(shí)驗(yàn)研究第14周撰寫(xiě)論文第15周論文排版打印第16周答辯論文階段完成日期文獻(xiàn)調(diào)研完成日期2010.12.30

20、論文實(shí)驗(yàn)完成日期2011.05.20撰寫(xiě)論文完成日期2011.05.30評(píng)議答辯完成日期2011.06.15指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ) 導(dǎo)師簽名： 年 月 日教研室意見(jiàn) 教研室主任簽名： 年 月 日學(xué)院意見(jiàn)通過(guò)開(kāi)題（）開(kāi)題不通過(guò)（） 教學(xué)院長(zhǎng)簽名： 年 月 日注：1、學(xué)院可根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)，可對(duì)該表格進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷摹Ｄ?通 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）題目： 乙二醇丁醚醋酸酯的合成工藝研究 姓 名：黃劍鋒指導(dǎo)教師：王樹(shù)清專 業(yè)： 化學(xué)工程與工藝南通大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2011年06月摘 要本論文研究乙二醇丁醚醋酸酯的合成方法，通過(guò)乙酸和乙二醇丁醚在催化劑d002-強(qiáng)酸性陽(yáng)離子催化樹(shù)脂和帶水劑的條件下反應(yīng)直接合成了

21、乙二醇丁醚醋酸酯。 文中詳細(xì)討論了投料量，催化劑用量，帶水劑用量，反應(yīng)時(shí)間，帶水劑種類等對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品收率和質(zhì)量的影響，實(shí)驗(yàn)得出的最佳反應(yīng)條件如下：乙酸的摩爾量是乙二醇丁醚的1.2倍，反應(yīng)時(shí)間是3.5h，催化劑用量是1.2g，帶水劑用量40ml，帶水劑種類是環(huán)己烷，生成的乙二醇丁醚醋酸酯的產(chǎn)率最高，為92.425%；用阿貝折光儀和紅外分析等手段鑒定了乙二醇丁醚醋酸酯的折光率及其結(jié)構(gòu)。相比常規(guī)方法具有反應(yīng)時(shí)間短，產(chǎn)率高，副產(chǎn)物少，后處理簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，是一種合成乙二醇丁醚醋酸酯的理想方法。關(guān)鍵詞：乙二醇丁醚醋酸酯，d002強(qiáng)酸性陽(yáng)離子催化樹(shù)脂，乙二醇丁醚，乙酸abstractin this study,

22、 the synthesis of ethylene glycol butyl ether acetate method, acetic acid and ethylene glycol butyl ether on the catalyst d002-strong acid cation resin and catalytic reaction conditions with the agent direct synthesis of ethylene glycol butyl ether acetate. discussed in detail the feeding amount of

23、catalyst, with agent dosage, reaction time, with the experimental agent types such as product yield and quality, the best experimental conditions obtained were as follows: the molar amount of acetic acid is ethylene 1.2 times the alcohol ether, the reaction time is 3.5h, the amount of catalyst was 1

24、.2g, with the agent dosage 40ml, with agent types are cyclohexane, ethylene glycol butyl ether acetate generated the highest yield for the 92.425 %; with the abbe refractometer, and infrared analysis, the identification of a glycol ether acetate and the structure of the refractive index. reaction ti

25、me compared to conventional method has a short, high yield and less by-products, and simple post-processing is a synthesis of ethylene glycol butyl ether acetate ideal method. key words: ethylene glycol butyl ether acetate, d002-strong acid cation resin catalyst, glycol butyl ether，acetic acid.目 錄摘

26、要iabstracti1引言11.1課題研究的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)11.2課題研究的意義和價(jià)值31.3課題研究的內(nèi)容及目標(biāo)42 文獻(xiàn)綜述52.1 帶水劑的了解52.1.1 帶水劑在酯化反應(yīng)中的作用52.1.2使用帶水劑的弊端62.1.3 帶水劑用量對(duì)酯化反應(yīng)的影響62.1.4消除帶水劑不良影響的措施62.2 酯化反應(yīng)的催化劑的研究與展望62.2.1酯化反應(yīng)得催化劑的研究72.2.2 酯化反應(yīng)催化劑的研究展望92.3乙二醇丁醚醋酸酯的合成技術(shù)路線102.4本論文的設(shè)計(jì)思想103 實(shí)驗(yàn)部分103.1實(shí)驗(yàn)藥品及儀器10311 實(shí)驗(yàn)儀器103.1.2 實(shí)驗(yàn)試劑113.2 反應(yīng)原理113.3 反應(yīng)步驟113.

27、4預(yù)實(shí)驗(yàn)124 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論134.1帶水劑種類對(duì)產(chǎn)物收率的影響134.2 帶水劑用量對(duì)產(chǎn)物收率的影響134.3 反應(yīng)物摩爾比對(duì)產(chǎn)物收率的影響144.4催化劑用量對(duì)產(chǎn)物收率的影響154.5 反應(yīng)時(shí)間對(duì)產(chǎn)物收率的影響164.6 重復(fù)實(shí)驗(yàn)164.7 產(chǎn)品分析與檢測(cè)174.8小結(jié)185 結(jié)論196 參考文獻(xiàn)20致 謝221引言1.1課題研究的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 乙二醇丁醚醋酸酯工業(yè)生產(chǎn)多采用乙二醇丁醚和醋酸為原料經(jīng)硫酸催化酯化得到，由于用硫酸作均相催化劑，由此造成設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，副反應(yīng)多，反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，廢水排放量大，后處理工藝復(fù)雜等眾所周知的弊端。因此，隨著人們節(jié)約資源、簡(jiǎn)化流程、提高經(jīng)濟(jì)效益、保護(hù)環(huán)境的

28、意識(shí)逐漸增加以及環(huán)保法規(guī)的日益完善，非硫酸催化合成酯類已成必然趨勢(shì)。有識(shí)之士也作了大量有益的探索并發(fā)現(xiàn)了一些有工業(yè)化應(yīng)用前景的酯化催化劑1。so42-/tio2固體超強(qiáng)酸作為一種新型催化材料，在酸催化反應(yīng)中表現(xiàn)出優(yōu)良的催化性能2。用so42-/tio2固體超強(qiáng)酸作催化劑，催化活性高，催化效率較快，重復(fù)使用性好，產(chǎn)品收率高，后處理簡(jiǎn)單，不腐蝕設(shè)備，無(wú)三廢污染，便于工業(yè)化生產(chǎn)等特點(diǎn)。因此這是一種具有工業(yè)應(yīng)用前景的催化劑。強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂是一種高分子磺酸，價(jià)廉易得，催化反應(yīng)速度快，不溶于反應(yīng)體系，易于分離和處理，不腐蝕設(shè)備，不污染環(huán)境，是零排放有機(jī)合成的優(yōu)良催化劑，分離出的催化劑具有重復(fù)催化性能

29、，可使生成連續(xù)化，極有工業(yè)使用價(jià)值。有人利用全氟磺酸樹(shù)脂催化合成乙酸異戊酯。當(dāng)0.12mol乙酸，0.10mol異戊醇，催化劑占反應(yīng)物質(zhì)總質(zhì)量的2%的樹(shù)脂催化下回流1.5h，該酯收率達(dá)98.1%，同時(shí)該樹(shù)脂在重復(fù)催化過(guò)程中產(chǎn)品收率稍有下降，重復(fù)使用5次，產(chǎn)品收率仍達(dá)95.8%。還有人以聚乙烯樹(shù)脂負(fù)載鑭作催化劑，合成上述同樣的酯，采用0.2mol的乙酸，醇酸物質(zhì)的量比是2:1，催化劑1.2g反應(yīng)60min，收率達(dá)99%。說(shuō)明采用強(qiáng)酸性陽(yáng)離子作為催化劑，一方面可避免濃硫酸作催化劑所帶來(lái)的一系列的問(wèn)題。又滿足“綠色化學(xué)”的要求。另外強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂是一種常用的酸性催化劑，來(lái)源容易，價(jià)廉，無(wú)腐蝕性

30、3-5。傳統(tǒng)的酯合成是采用硫酸作催化劑，在回流條件下進(jìn)行的。該法具有酯化物收率高，反應(yīng)過(guò)程簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。但酯化過(guò)程生成部分焦油，使產(chǎn)品顏色變深，后處理困難。近年來(lái)，有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道了強(qiáng)酸性離子交換樹(shù)脂作酯化催化劑的研究情況，資料顯示該法具有轉(zhuǎn)化率高，產(chǎn)品顏色淺，易于進(jìn)行后處理等優(yōu)點(diǎn)。采用732強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂作催化劑，對(duì)催化合成氯乙酸異辛酯進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，并對(duì)反應(yīng)適宜條件進(jìn)行了討論，取得了令人滿意的結(jié)果。732強(qiáng)酸性苯乙烯系陽(yáng)離子交換樹(shù)脂作催化劑性能良好，產(chǎn)物中焦油含量較少，顏色淺，優(yōu)于濃硫酸作催化劑。732強(qiáng)酸性苯乙烯系陽(yáng)離子交換樹(shù)脂可重復(fù)使用，其催化性能幾乎不受其使用次數(shù)的影響。近年來(lái)，雜多酸

31、作為酸催化劑已在烯烴水合、環(huán)氧化物醇化、苯烴化及合成乙酸正丁酯等反應(yīng)中證明比傳統(tǒng)礦物酸具有更高的催化活性。雜多酸是多核、多催化活性中心的固體酸，在有機(jī)反應(yīng)中，具有催化活性高、選擇性好、易于與產(chǎn)品分離、無(wú)環(huán)境污染、不腐蝕設(shè)備等優(yōu)點(diǎn)，成為取代濃硫酸作酸性催化劑研究的熱門課題。雜多酸硅鎢酸及固載硅鎢酸(鹽)在合成酯類和縮醛(酮)中，具有良好的催化活性，以硅鎢酸和固載硅鎢酸(鹽)為催化劑合成單個(gè)酯和單個(gè)縮醛(酮)的研究不少6-7。用硅鎢酸催化合成酯類，醛類，反應(yīng)溫度低，催化活性高，是優(yōu)良催化劑。但是，由于硅鎢酸的比表面積小，不易與產(chǎn)品分離，回收困難，重復(fù)使用性差，難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。將催化劑固載有利于

32、催化劑活性組分的回收利用。固載硅鎢酸及硅鎢酸鹽在結(jié)構(gòu)上保持了硅鎢酸的kegg in 結(jié)構(gòu)，由酸的催化活性中心h離子替換為鹽的催化活性中心。歐陽(yáng)玉祝等人對(duì)硅鎢酸催化酯化反應(yīng)，活性炭固載硅鎢酸催化酯化反應(yīng)進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究，并且通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明：對(duì)合成脂肪醇脂肪酸酯，中級(jí)脂肪酸的酸性越強(qiáng)，反應(yīng)活性越大，酯的產(chǎn)率越高，醇的沸點(diǎn)越高，產(chǎn)率越高；由芳香醇芳香酸合成酯的反應(yīng)中，硅鎢酸的催化活性不如合成脂肪酸酯強(qiáng)。硅鎢酸在酯化反應(yīng)，縮酮反應(yīng)中具有較好的催化活性，但回收再生率差，成本高，難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。固固體硅鎢酸及硅鎢酸鹽具有很好的催化活性，且催化劑用量少，回收再生率高，重復(fù)使用性好，反應(yīng)溫度低，反應(yīng)時(shí)間

33、短，可降低生產(chǎn)成本，減少環(huán)境污染，具有較好的工業(yè)應(yīng)用前景。目前，國(guó)內(nèi)研究固載硅鎢酸較少，只有活性炭固載，而硅鎢酸鹽固載也是tio2,分子篩，進(jìn)一步研究其他固載體，提高催化劑催化活性，開(kāi)發(fā)新的催化劑，改進(jìn)反應(yīng)條件和反應(yīng)方法降低生產(chǎn)成本，保護(hù)環(huán)境，減少設(shè)備腐蝕，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，仍是研究者深入探討的課題。使用硫酸氫鈉作為催化劑催化丁酸戊酯的酯化反應(yīng)，效果良好。這是一種價(jià)廉易得，催化效果好，用量少，不溶于反應(yīng)體系而易分離，基本不存在對(duì)設(shè)備的腐蝕和環(huán)境污染，后處理工藝簡(jiǎn)單，具有應(yīng)用價(jià)值的催化劑8 。以活性炭負(fù)載磷鎢酸為催化劑合成了蘋果醇，確定了反應(yīng)的最優(yōu)條件。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，催化劑的催化活性高，可重

34、復(fù)使用9。傳統(tǒng)的乙酸正丁酯的合成是采用濃硫酸作為催化劑的均相催化反應(yīng)，硫酸雖然便宜，易得，但存在諸如腐蝕設(shè)備，副反應(yīng)多，廢酸排放污染環(huán)境等弊端。因此人們就不斷尋找優(yōu)良的固相催化劑來(lái)代替硫酸。有人對(duì)sba-15分子篩進(jìn)行鈰改性，制備了鈰改性sba-15分子篩，將改性材料作為催化劑應(yīng)用于催化乙酸正丁酯，研究了催化劑的制備條件和應(yīng)用性能。采用一步法制備了鈰改性sba-15分子篩，進(jìn)一步用硫酸浸漬處理增強(qiáng)分子篩表面酸活性中心。ce改性sba-15分子篩催化劑優(yōu)化的制備條件為：1mol/l的硫酸浸漬，500的條件下烘焙3h。所得的催化劑具有良好的催化性能，最高酯化率達(dá)97.28%10。經(jīng)改性的陽(yáng)離子交換

35、樹(shù)脂可用作苯酚與甲醛縮合反應(yīng)合成雙酚f的催化劑。結(jié)果表明，負(fù)載氯化鋁的大孔型低交聯(lián)度陽(yáng)離子交換樹(shù)脂有較好的催化性能，在反應(yīng)溫度為75，苯酚/甲醛（摩爾比）為5:1，反應(yīng)3小時(shí)的條件下，所得雙酚f的收率可達(dá)80%以上，催化劑可重復(fù)使用3次，性能無(wú)明顯下降11。 1.2課題研究的意義和價(jià)值乙二醇丁醚醋酸酯傳統(tǒng)的合成方法是以硫酸催化乙二醇丁醚與醋酸酯化而得。由于濃硫酸同時(shí)具有酯化、脫水和氧化等作用，導(dǎo)致一系列副反應(yīng)的發(fā)生，給產(chǎn)品的精制和原料的回收帶來(lái)困難。特別是作為食品香料，必須符合一定的衛(wèi)生指標(biāo)，后處理工藝復(fù)雜，環(huán)境污染嚴(yán)重，腐蝕設(shè)備嚴(yán)重，使產(chǎn)品的成本增加。為了克服上述缺點(diǎn)，采用強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)

36、脂作催化劑合成此產(chǎn)品。該催化劑具有高活性和高選擇性，反應(yīng)速度快，用量少，產(chǎn)率高，化學(xué)穩(wěn)定性好，可重復(fù)使用多次，后處理簡(jiǎn)單，不產(chǎn)生環(huán)境污染，不腐蝕設(shè)備和成本低12-13。但是單一品種的合成酯催化劑催化性能不盡人意，而由鈦酸酯和鋅酸鹽復(fù)合而成的催化劑具有協(xié)同效應(yīng)，表現(xiàn)出良好的催化活性，催化劑的用量可大大減少，在工業(yè)生產(chǎn)中具有廣闊的應(yīng)用前景14。酶催化（脂肪酶催化，菌體催化等）工藝不僅催化活性高，產(chǎn)品質(zhì)量好，而且反應(yīng)條件簡(jiǎn)單，溫和，酶重復(fù)使用方便，酶活性保持時(shí)間長(zhǎng)，在生物酶的固定及精細(xì)化學(xué)品的合成中有較大的使用價(jià)值15。本課題不僅能培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考與創(chuàng)新能力，也能提高學(xué)生的動(dòng)手能力，同時(shí)生產(chǎn)和環(huán)境

37、保護(hù)方面有重要的意義。目前，國(guó)內(nèi)外羧酸酯類的合成的發(fā)展趨勢(shì)越來(lái)越多的偏向于研究合成綠色、高效、環(huán)保等多功能的新型催化劑劑。一方面，合成環(huán)境友好的催化劑所采用的原料都比較易得，在開(kāi)發(fā)過(guò)程中可以降低成本；另一方面，合成環(huán)境友好的催化劑所采用的都是低毒、高效、無(wú)污染的工藝，較大范圍的降低了環(huán)境的負(fù)荷。發(fā)展我國(guó)羧酸酯類香料應(yīng)當(dāng)注意加大科技投入力度，大力開(kāi)展技術(shù)創(chuàng)新，加強(qiáng)安全法規(guī)和環(huán)境保護(hù)，強(qiáng)化企業(yè)管理，提高經(jīng)濟(jì)效益。1.3課題研究的內(nèi)容及目標(biāo)研究?jī)?nèi)容：（1）制備固體酸，強(qiáng)酸性樹(shù)脂，強(qiáng)酸性陽(yáng)離子等催化劑;（2）上述催化劑催化乙二醇丁醚及醋酸合成乙二醇丁醚醋酸酯的活性研究及探索實(shí)驗(yàn)。（3）催化劑催化合成乙

38、二醇丁醚醋酸酯的實(shí)驗(yàn)優(yōu)化。（4）產(chǎn)物定量分析及產(chǎn)物定性分析研究目標(biāo)：(1) 產(chǎn)品收率達(dá)到90以上； (2) 合成反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率及選擇性達(dá)到90以上； (3) 產(chǎn)品的含量達(dá)到95以上。2 文獻(xiàn)綜述2.1 帶水劑的了解酯是一大類重要的精細(xì)化工產(chǎn)品，應(yīng)用范圍涵蓋了生產(chǎn)生活的方方面面，如用于合成香料，化妝品，食品及飼料添加劑，表面活性劑，防腐劑，橡膠及塑料的增塑劑，制藥工業(yè)的原料和中間體等，羧酸酯的工業(yè)合成方法多采用濃硫酸作為催化劑，存在的弊端眾所周知，因而近一，二十年來(lái)對(duì)酯化反應(yīng)的研究熱點(diǎn)集中在可代替濃硫酸的催化劑方面，發(fā)現(xiàn)了一些諸如固載雜多酸，固體超強(qiáng)酸，稀土硫酸鹽，氨基磺酸等高效，環(huán)保，經(jīng)濟(jì)型的催

39、化劑，為工業(yè)化提供了廣闊前景，酯是由羧酸和醇在酸催化下，羧酸中的羥基被烴氧基取代的可逆反應(yīng)制得的產(chǎn)物，除目的產(chǎn)物酯之外還有水生產(chǎn)。為了將生成的水及時(shí)移出反應(yīng)體系，常加入帶水劑（又稱攜水劑，脫水劑）、欲使酯類產(chǎn)品生產(chǎn)工藝真正實(shí)現(xiàn)綠色化工，如何選擇，使用和處理酯化反應(yīng)中的帶水劑問(wèn)題必將吸引起人們的普遍關(guān)注。2.1.1 帶水劑在酯化反應(yīng)中的作用按照化學(xué)熱力學(xué)理論，帶水劑能與水或反應(yīng)物之一形成二元或三元共沸物而將水及時(shí)帶出反應(yīng)體系，打破了反應(yīng)的熱力學(xué)平衡，使反應(yīng)向有利于生成酯的方向進(jìn)行；按照化學(xué)動(dòng)力學(xué)理論，及時(shí)將生成物移出反應(yīng)體系，即反應(yīng)體系中水量減少，使反應(yīng)物濃度提高，從而加快反應(yīng)速度；有機(jī)化學(xué)反應(yīng)

40、常伴有副反應(yīng)發(fā)生，加入帶水劑降低了酯化反應(yīng)體系的溫度，可以抑制副反應(yīng)的發(fā)生，提高原料的利用率。特別是對(duì)丙烯酸酯，羧酸烯丙酯和馬來(lái)酸酯等的合成，因含有活潑雙鍵化合物參與反應(yīng)，很容易發(fā)生聚合等副反應(yīng)，若無(wú)帶水劑的加入酯的合成難以正常進(jìn)行。2.1.2使用帶水劑的弊端使用帶水劑苯，甲苯，二甲苯，環(huán)己烷和石油醚等均具有程度不等的毒性，反應(yīng)液經(jīng)后處理所得產(chǎn)品中會(huì)因含有少許等帶水劑而影響產(chǎn)品品質(zhì)，對(duì)用于食品，化妝品和醫(yī)藥工業(yè)的酯更為不利，產(chǎn)物后處理過(guò)程中常需將反應(yīng)液蒸餾分離，蒸餾過(guò)程中作為前餾分的帶水劑會(huì)帶出少量目的產(chǎn)物酯而將低產(chǎn)品收率，帶水劑因在反應(yīng)體系中沸點(diǎn)最低，所以在酯化反應(yīng)以及反應(yīng)液蒸餾過(guò)程中會(huì)從體

41、系中逸出而對(duì)環(huán)境造成污染。2.1.3 帶水劑用量對(duì)酯化反應(yīng)的影響帶水劑用量少則起不到較好的帶水效果，反應(yīng)體系中化學(xué)平衡成為控制步驟，用量過(guò)多則導(dǎo)致反應(yīng)溫度過(guò)低，反應(yīng)體系中化學(xué)動(dòng)力學(xué)成為控制步驟。此外帶水劑用量過(guò)多，后處理過(guò)程中消耗熱量多，產(chǎn)品損失也隨之增多，因而存在一最佳帶水劑用量。當(dāng)帶水劑一定時(shí)，該用量與反應(yīng)物的種類，醇酸配料比以及所用的催化劑種類等軍有關(guān)，尤其是與所用催化劑關(guān)系密切，例如丁酸丁酯的合成，采用十二水合硫酸鐵銨催化，加入帶水劑苯和環(huán)己烷收率下降，采用雜多酸型固體超強(qiáng)酸催化，是否加入帶水劑甲苯對(duì)轉(zhuǎn)換率影響不大，采用對(duì)甲苯磺酸催化，氨磺酸催化要加入帶水劑才能提高收率。2.1.4消除

42、帶水劑不良影響的措施（1）若反應(yīng)物之一或產(chǎn)物酯可與水形成共沸物且前兩者不溶于水，或與水的互溶性很小，可考慮不用帶水劑。筆者曾用雜多酸催化合成了乳酸異戊酯，加入高于計(jì)量比的異戊醇直接帶水，效果良好。但異戊醇不可過(guò)多，否則蒸餾過(guò)程中將帶出較多的酯從而降低一次性蒸餾的酯產(chǎn)率;（2）改用其他無(wú)毒或低毒的帶水劑以提高產(chǎn)品品質(zhì)，減輕環(huán)境污染。乳癰乙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?？?/p>

43、見(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。2.2 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

44、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?；谝陨显颍泻芏嗷瘜W(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。2.2.1酯化反應(yīng)得催化劑的研究 （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

45、，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，fe3+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

46、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。酯化率達(dá)81.3%。 （5）hnso3h 催化酯化反應(yīng)氨基磺酸是一種有酸性的固體化

47、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)酵合成酯類反應(yīng)更專一，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

48、，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

49、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

50、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。2.2.2 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)使用等諸多優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)，還克服了濃硫酸腐蝕性強(qiáng)，污染性大，反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)等缺點(diǎn)，并且具有較高的催化活性。因此，在酯化反應(yīng)中可以推廣。 2.3乙二醇丁醚醋酸酯的合成技術(shù)路線 帶水劑，催化劑80-90乙二醇丁醚醋酸酯粗品原料分離催化劑10ml，5%氫氧化鈉溶液加水中性溶液乙二醇丁醚醋酸酯酯中性溶液常壓蒸餾干燥2.

51、4本論文的設(shè)計(jì)思想本論文將探索配比，時(shí)間，帶水劑種類，帶水劑劑量，催化劑用量等方面對(duì)合成制備乙二醇丁醚醋酸酯收率的影響。經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)，得出了最佳的條件。3 實(shí)驗(yàn)部分3.1實(shí)驗(yàn)藥品及儀器311 實(shí)驗(yàn)儀器 實(shí)驗(yàn)所需儀器如表3-1所示：表3-1 實(shí)驗(yàn)儀器table 3-1 instruments used in the experiment儀器生產(chǎn)廠家攪拌器鄭州長(zhǎng)城工科貿(mào)有限公司無(wú)極調(diào)速攪拌器鄭州長(zhǎng)城工科貿(mào)有限公司zht型自動(dòng)恒溫電熱套山東鄄城華魯儀器公司電子天平日本島金公司溫度計(jì)鄭州長(zhǎng)城工科貿(mào)有限公司3.1.2 實(shí)驗(yàn)試劑實(shí)驗(yàn)所需試劑如表3-2所示：表3-2 實(shí)驗(yàn)試劑table 3-2 reagen

52、t used in the experiment藥品名稱級(jí)別生產(chǎn)廠家苯乙醛ar分析純汕頭市西隴化工廠有限公司正丁醇ar分析純汕頭市西隴化工廠有限公司環(huán)己烷分析純ar廣東汕頭市西隴化工廠甲苯分析純ar汕頭市西隴化工廠有限公司苯分析純ar廣東汕頭市西隴化工廠乙二醇丁醚a(bǔ)r中國(guó)醫(yī)藥集團(tuán)上海化學(xué)試劑公司乙酸ar上海試劑四廠昆山分廠3.2 反應(yīng)原理3.3 反應(yīng)步驟1.在裝有攪拌器及溫度計(jì)的四口燒瓶中加入23.6g的乙二醇丁醚和一定量得乙酸溶液，攪拌均勻，再向其中加入一定量的帶水劑和d002-強(qiáng)酸性陽(yáng)離子催化樹(shù)脂，然后用zht型自動(dòng)恒溫電熱套進(jìn)行加熱，先直熱加熱到80，然后保持恒溫加熱，使其溫度保持在8590。2.反應(yīng)幾個(gè)小時(shí)后，將其中的催化劑先過(guò)濾出來(lái)，然后將四口燒瓶中的液體倒入分液漏斗中，