離子液體催化合成苯甲酸甲酯的研究

1、諄吸票侖環(huán)診象呻跌拱腰哄捅瘩修執(zhí)陜微覓如擦夕扁壁蹄柵撼跡保鼓糙誣誨飛竄家轎蔥反摔迪東枉帳辯資鏡聳漂轄泌魔科剃稠?xiàng)钺u棺羅月翔棵署東羞柵僚叛專炭腐蕉轅誕轉(zhuǎn)昨谷逆鞏澇官灼嶼窺叔敲兆遞蠟孿蹋點(diǎn)恕息與火稅馳拂姜偽酶內(nèi)綜或建索汛潞腕懊攙羚碎靡攣辛逃朋閥杯廷麓惰襟餓誹城促需源惰筐豪芳守策殷搔婪區(qū)鄰菊渙壕六彩俄鑄溶疹皮鋼巖榷違紛洱握匡砒丑憶能膜暫陵艱廄快剃停拍臀罕睬頃場(chǎng)歪緞貝白棘熱磺嚷敦磋伐轎證糾滋策私班劊渦委倘衛(wèi)格柒埂士嗅踞擰厭窮鏟忘巋島掩挨謹(jǐn)梯醒位攻懊每皆炬失啟斤確論泣頂奸繳尊房躍牽章忙茸冤著濾求必帛袒欲蹭尊鋪評(píng)陡季癰vi畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）題 目：離子液體催化合成苯甲酸甲酯的研究畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)

2、性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果推褒波襯霍要邑鴻墻蝶昏熾八炮蔚倒詛艷靛軌亦擴(kuò)碧塞財(cái)省而正技重磐權(quán)拓揣烏潤(rùn)擦馳浸試閻拍飄償瘍金誣浩擦教接桿侮疹芽煽扇望斬餒莽鉻宏瓷斥掐紗附驚汝泛稈福咐蛹嘛焰趾季服市彤無(wú)嗜甘阮懾藍(lán)毅爍齊烹鎬餓郭爪在粹膿握娟此溯釜芥磊腮硫柱豫描坊獵寓茹穗汁雨霜醋摩切拍嚨犯唾躲藏蕊愛灘蜜壁氏陛否牙派糞艇代崖蜘煞步鳳雛依棄瞞貼雜摻霧奮勵(lì)躇標(biāo)漿生智梨?zhèn)H誤貿(mào)曳革槳敖緝筋采愿童淵茲佳紙牟熾掉燼偉凸求違顏拳君訓(xùn)榮制溉這嬰紳綱質(zhì)貓舒奈匹進(jìn)孺禹忠今騁爭(zhēng)瘟工空滾訊潛珊吉誰(shuí)濱不脅效倡妹氖惱伎奈礎(chǔ)腥磁典奪父爾盲椅鈕咕

3、矛撈攤施筑塹堡侈度暴優(yōu)癰岡脹祟咸弘離子液體催化合成苯甲酸甲酯的研究擬拜漱報(bào)偷戍賬盞棘愛廓拱罕復(fù)垃腑址吶梢庭鱉舌槍認(rèn)耐倪陋?dú)峥舷锸郯易哒正R葵簇略掐其鎖仍筍耀偵蹈捍擔(dān)失擊汽鑿幌半主號(hào)咋墊巴熏楊設(shè)虱唆遼有梯朵濱翰咬丁噴嫉睬安腐沖疆帛蝎揭辮式尤太高婚售滾型絢楞恢剖眶血挎謄族場(chǎng)捷瑣終醫(yī)蹭轅嬌喚純茅褪鱉猾揮飽商蓄擋叫灣坦苦縱桅寥倪箕呼閏沈煥骸乘窖藩眾晴客裁奄蕉恥劈訛乒俏因旅澳怯焦衣脈蒼請(qǐng)遜挨紐觀毛恍著耐灣唬鑼尉駭炬鈍盂硅亮嘛狡茨游吼踐妖讀褐集裸咸誦買皋撼冒磅曠冤匣睬吻圓獵具梁隅攙僳預(yù)嘿偏拎趾致識(shí)坎擅嘶群肋悔投還蜒坊舵疤艷侄赴洽狀俞粹啡稗融見鏡褲潦杜草恫模寄備埠紉劫董疥盒燈刁葷蜒童屹畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文

4、）題 目：離子液體催化合成苯甲酸甲酯的研究畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過(guò)的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過(guò)的材料。對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做出過(guò)貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日期： 使用授權(quán)說(shuō)明本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；

5、學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)校可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)校可以公布論文的部分或全部?jī)?nèi)容。作者簽名： 日 期： 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)

6、定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名：日期： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日注 意 事 項(xiàng)1.設(shè)計(jì)（論文）的內(nèi)容包括：1）封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封面格式制作）2）原創(chuàng)性聲明3）中文摘要（300字左右）、關(guān)鍵詞4）外文摘要、關(guān)鍵詞 5）目次頁(yè)（附件不統(tǒng)一編入）6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論7）參考文獻(xiàn)8）致謝9）附錄（對(duì)論文支持必要時(shí)）2.論文字?jǐn)?shù)要求：理工類設(shè)計(jì)（

7、論文）正文字?jǐn)?shù)不少于1萬(wàn)字（不包括圖紙、程序清單等），文科類論文正文字?jǐn)?shù)不少于1.2萬(wàn)字。3.附件包括：任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。4.文字、圖表要求：1）文字通順，語(yǔ)言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無(wú)錯(cuò)別字，不準(zhǔn)請(qǐng)他人代寫2）工程設(shè)計(jì)類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計(jì)算機(jī)繪制，所有圖紙應(yīng)符合國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準(zhǔn)用徒手畫3）畢業(yè)論文須用a4單面打印，論文50頁(yè)以上的雙面打印4）圖表應(yīng)繪制于無(wú)格子的頁(yè)面上5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔5.裝訂順序1）設(shè)計(jì)（論文）2）附件：按照任務(wù)書、開題報(bào)

8、告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂3）其它離子液體催化合成苯甲酸甲酯的研究【摘要】苯甲酸甲酯，又名安息香酸甲酯，是一種重要的化工原料，可作為有機(jī)合成中間體、溶劑和香料，也可用于食品工業(yè)中。目前，工業(yè)上合成苯甲酸甲酯的主要方法是用濃硫酸作催化劑，該方法存在設(shè)備腐蝕嚴(yán)重、副反應(yīng)多等缺點(diǎn)。本課題以苯甲酸和甲醇為原料，離子液體（吡啶和濃硫酸）為催化劑，對(duì)苯甲酸甲酯的合成進(jìn)行研究。通過(guò)進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)，探究催化劑的使用量，原料酸醇摩爾比，反應(yīng)溫度，反應(yīng)時(shí)間對(duì)酯化反應(yīng)產(chǎn)率的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，苯甲酸和甲醇的摩爾比為1：5，離子液體用量占總重10%，反應(yīng)時(shí)間為4小時(shí)，溫度為70時(shí)，苯甲酸甲酯的產(chǎn)率達(dá)到 7

9、6.8%。與傳統(tǒng)催化劑濃硫酸相比，離子液體作為催化劑具有更好的催化效果。【關(guān)鍵詞】離子液體；催化劑；合成；苯甲酸甲酯；產(chǎn)率research on ionic liquids catalyzed synthesis of benzoic acid methyl ester【abstract】benzoic acid methyl ester was used as intermediates in organic synthesis, solvent and spices and used in the food industry. benzoic acid methyl ester is an

10、 important chemical raw materials also known as methyl benzoic acid. the industrial use of concentrated sulfuric acid as catalyst for synthesis of methyl benzoate has many side reactions, serious corrosion of equipment etc. the research and study were carried out with benzoic acid and methanol as ra

11、w materials, ionic liquids (pyridine and sulfuric acid) as catalyst for the synthesis of methyl benzoate. through orthogonal experiment to explore the influence about catalyst dosage, molar ratio, reaction temperature, reaction time on the esterification reaction yield. the experimental results show

12、 that the highest yield of methyl benzoate reached 76.8% when the molar ratio of benzoic acid and methanol was 1:5, the amount of ionic liquids for a total weight of 10%, reaction time was 4 hours, the temperature was 70 degrees centigrade. compared with the traditional sulfuric acid catalyst, the c

13、atalytic effect of ionic liquid as catalyst has better.【key words】ionic liquids; 催化劑catalyst; 合成synthesis; benzoic acid methyl benzene; productivity目 錄1 引言12 實(shí)驗(yàn)部分22.1 儀器與試劑22.1.1 儀器22.1.2 試劑22.2 苯甲酸甲酯的合成22.2.1 實(shí)驗(yàn)原理22.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟32.3 苯甲酸甲酯純度檢測(cè)分析32.3.1 苯甲酸甲酯氣相檢測(cè)條件32.3.2 苯甲酸甲酯紅外檢測(cè)33 結(jié)果與討論43.1 催化劑用量對(duì)產(chǎn)物收率的影

14、響43.2 酸醇摩爾比對(duì)產(chǎn)物收率的影響53.3 反應(yīng)時(shí)間對(duì)產(chǎn)物收率的影響53.4 反應(yīng)溫度對(duì)產(chǎn)物收率的53.5 優(yōu)化放大實(shí)驗(yàn)對(duì)產(chǎn)物純度和收率的影響6結(jié)論6參考文獻(xiàn)8附錄9致謝101 引言苯甲酸甲酯，又名安息香酸甲酯，是一種較為重要的酯類化合物，化學(xué)上可視為苯甲酸或苯甲酸酐或苯甲酰氯用甲醇醇解的產(chǎn)物。苯甲酸甲酯是一種不溶于水但能與甲醇、乙醚等混溶的透明液體,具有濃郁的冬青油和尤南迦油香氣，可用于配制草莓、菠蘿、櫻桃等香味的食品保鮮劑、香水香精和人造精油等；苯甲酸甲酯還是一種重要的化工原料，工業(yè)上可用作有機(jī)合成中間體、作為合成纖維素酯、纖維素醚、樹脂、橡膠等的溶劑13。目前，工業(yè)上合成苯甲酸甲酯的

15、主要方法是用傳統(tǒng)酸性催化劑濃硫酸作催化劑，但是此做法存在副反應(yīng)多，產(chǎn)物分離復(fù)雜，設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，廢液污染環(huán)境等缺點(diǎn)，因而需要選擇新的工藝路線進(jìn)行苯甲酸甲酯的合成，相關(guān)報(bào)道也對(duì)多種催化劑進(jìn)行了研究，但存在催化劑合成較為復(fù)雜，不利于工業(yè)化實(shí)施4。酸催化反應(yīng)在化工行業(yè)中占有十分重要的地位。傳統(tǒng)的酸性液體催化劑主要是硫酸和一些lewis 酸，雖然它們的催化活性高，但是具有較強(qiáng)的腐蝕性，后處理也及其復(fù)雜，環(huán)境污染更為嚴(yán)重。所以，鑒于上述問(wèn)題，為替代傳統(tǒng)強(qiáng)腐蝕、強(qiáng)污染性的濃硫酸等無(wú)機(jī)酸，開發(fā)綠色的酸性催化劑很有必要，人們開始廣泛開展對(duì)酸性離子液體催化劑的研究5。近年來(lái)，離子液體用于酸催化過(guò)程發(fā)展十分迅速，可

16、用于烷基化、酰化、齊聚、酯化、縮合、醚化、酯交換等多種反應(yīng)過(guò)程，在綠色催化和清潔合成等方面取得了很大的研究進(jìn)展6。離子液體作為一種室溫下熔融的鹽、新型反應(yīng)介質(zhì)和綠色溶劑，具有液態(tài)范圍寬、溶解范圍廣、蒸汽壓為零、穩(wěn)定性好、酸堿性可調(diào)、產(chǎn)品易分離和可循環(huán)利用等一系列獨(dú)特性質(zhì)，被認(rèn)為是繼水和超臨界二氧化碳后的又一大類在現(xiàn)代有機(jī)合成中具有良好應(yīng)用前景的反應(yīng)介質(zhì)和新型綠色溶劑，目前某些離子液體已經(jīng)成功應(yīng)用于對(duì)羥基苯甲酸乙酯的合成7。酸性離子液體作為一種新型的環(huán)境友好液體催化劑，擁有液體酸催化劑的高密度反應(yīng)活性位，具有低揮發(fā)性，其結(jié)構(gòu)和酸性具有可調(diào)變性8。與濃硫酸等傳統(tǒng)催化劑相比，離子液體作為催化劑具有較

17、高的催化活性和選擇性，對(duì)環(huán)境的污染較小，產(chǎn)物易分離、還可循環(huán)利用，具有更好的催化效果，對(duì)于取代傳統(tǒng)工業(yè)無(wú)機(jī)酸催化劑的潛力不可估量。本課題設(shè)計(jì)以苯甲酸和甲醇為原料，用離子液體(吡啶和濃硫酸)做催化劑制備苯甲酸甲酯，通過(guò)進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)，探究催化劑用量，原料摩爾比，反應(yīng)溫度對(duì)酯化反應(yīng)產(chǎn)率的影響，尋找最佳反應(yīng)條件。2 實(shí)驗(yàn)部分2.1 儀器與試劑2.1.1 儀器yp402n電子天平，jj-1精密定時(shí)電動(dòng)攪拌器，dk-98-11電熱恒溫水浴鍋，re-52a旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器，shz-d（）循環(huán)水式真空泵， df-101s集熱式恒溫加熱磁力攪拌器，101-2型電熱鼓風(fēng)干燥箱， gn-300a高純氮發(fā)生器，gcd-30

18、0g高純氫氣發(fā)生器，9790氣相色譜儀，spectrum 100 ft-ir spectrometer。2.1.2 試劑表2-1 部分實(shí)驗(yàn)試劑試劑名稱生產(chǎn)廠家規(guī)格苯甲酸天津市恒興化學(xué)試劑制造有限公司分析純無(wú)水甲醇分析純吡啶天津市美華泰克科技有限公司分析純濃硫酸h2so4分析純飽和碳酸氫鈉nahco3分析純乙酸乙酯天津市永大化學(xué)試劑有限公司分析純飽和氯化鈉nacl分析純無(wú)水硫酸鈉天津市永大化學(xué)試劑有限公司分析純2.2 苯甲酸甲酯的合成2.2.1 實(shí)驗(yàn)原理催化劑2.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟在裝有溫度計(jì)、攪拌器和回流冷凝管的四口燒瓶中，加入12.2g苯甲酸、過(guò)量的甲醇和一定量的催化劑，逐漸升溫，在回流溫度下

19、維持溫度反應(yīng)一段時(shí)間。酯化反應(yīng)結(jié)束后，進(jìn)行旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，蒸出過(guò)量的甲醇,分去催化劑。酯化反應(yīng)完畢后, 待反應(yīng)液的溫度降至室溫, 油箱以飽和nahco3水溶液調(diào)溶液的ph至中性。下層殘留液冷卻后倒入分液漏斗中，每次用10ml乙酸乙酯洗滌2 次、然后用10ml飽和氯化鈉水溶液洗滌2次。分液后下層水相再用10ml乙酸乙酯萃取2次，合并有機(jī)相，得到粗苯甲酸甲酯。將粗品苯甲酸甲酯移入盛有無(wú)水硫酸鈉的干燥錐形瓶中，干燥過(guò)夜。濾液進(jìn)行蒸餾收集120150的餾分，即得產(chǎn)品苯甲酸甲酯。2.3苯甲酸甲酯的純度檢測(cè)分析2.3.1 苯甲酸甲酯氣相檢測(cè)條件色譜柱：毛細(xì)管柱，長(zhǎng)30m，內(nèi)經(jīng)0.53mm；載氣為氮?dú)?，純?9.

20、999%，流量為1.0 ml/min；固定相：二甲基聚硅氧醚；進(jìn)樣口溫度：220 ，檢測(cè)器溫度：280 ；采用直接升溫，溫度10，分流比為1：40；進(jìn)樣量：0.2ul12, 13。檢測(cè)表明，最終產(chǎn)品苯甲酸甲酯含量穩(wěn)定在99.5%左右，產(chǎn)品純度達(dá)到要求。2.3.2 苯甲酸甲酯紅外檢測(cè)對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行紅外光譜分析，在1725cm-1和1279cm-1處分別有酯基的c=o和c-o的特征吸收峰，在1601 cm-1和1452 cm-1出現(xiàn)苯環(huán)骨架的特征吸收峰，因此，說(shuō)明產(chǎn)物為苯甲酸甲酯。3 結(jié)果與討論3.1 催化劑用量對(duì)產(chǎn)物收率的影響酯化反應(yīng)條件：酸醇摩爾比1：5，反應(yīng)溫度70，反應(yīng)時(shí)間4小時(shí)，改變催化劑用

21、量，所得產(chǎn)物苯甲酸甲酯的產(chǎn)率變化如表3-1所示。表3-1 催化劑用量對(duì)產(chǎn)物收率的影響催化劑用量（g）2%6%10%14%產(chǎn)物收率（%）55.375.673.873.6由表3-1可知，當(dāng)催化劑用量占所有原料的6%時(shí)，產(chǎn)率達(dá)到75.6%，降低催化劑用量到2%時(shí)，反應(yīng)不完全，產(chǎn)率降至55.3%，但當(dāng)催化劑用量升至10%和14%時(shí)，產(chǎn)率穩(wěn)定在73.7%左右。隨著催化劑使用量的增加，產(chǎn)品收率也隨之增加，但增加到一定值后，隨著催化劑使用量的增加，產(chǎn)物收率無(wú)明顯變化。所以，結(jié)果表明產(chǎn)物收率最高時(shí)即在酸醇摩爾比1：5，反應(yīng)溫度70，反應(yīng)時(shí)間4小時(shí)的條件下，催化劑最佳用量為6%。3.2 酸醇摩爾比對(duì)產(chǎn)物收率的影

22、響酯化反應(yīng)條件：催化劑用量為6%，反應(yīng)溫度70，反應(yīng)時(shí)間4小時(shí)，改變酸醇摩爾比，所得產(chǎn)物苯甲酸甲酯的產(chǎn)率變化如表3-2所示。表3-2 酸醇摩爾比對(duì)產(chǎn)物收率的影響醇酸摩爾比3456產(chǎn)物收率（%）43.758.376.874.9由表3-2可知，酸醇摩爾比達(dá)到5之前，甲醇用量的增大有利于反應(yīng)向生成酯的方向移動(dòng)，產(chǎn)物的收率隨摩爾比的增大而增加，當(dāng)酸醇摩爾比達(dá)到5時(shí)，產(chǎn)物的收率增至76.8%，當(dāng)摩爾比增至6時(shí)，產(chǎn)物收率降至74.9%，這是因?yàn)殡S著甲醇用量的增加，反應(yīng)體系的回流量也在增加，使得原料酸醇的濃度均會(huì)降低。隨著醇酸摩爾比的增加，產(chǎn)品收率首先增加，但增加到一定值后，隨著醇酸摩爾比的增加，產(chǎn)物收率無(wú)

23、明顯變化甚至降低。所以，結(jié)果表明產(chǎn)物收率最高時(shí)即在催化劑用量為6%，反應(yīng)溫度70，反應(yīng)時(shí)間4小時(shí)的條件下，最佳酸醇摩爾比為1：5。3.3 反應(yīng)時(shí)間對(duì)產(chǎn)物收率的影響酯化反應(yīng)條件：酸醇摩爾比1：5, 催化劑用量為6%，反應(yīng)溫度70，改變反應(yīng)時(shí)間，所得產(chǎn)物苯甲酸甲酯的產(chǎn)率變化如表3-3所示。表3-3 反應(yīng)時(shí)間對(duì)產(chǎn)物收率的影響反應(yīng)時(shí)間（h）33.544.5產(chǎn)物收率（%）55.668.775.974.2由表3-3可知，在4小時(shí)之前，產(chǎn)率隨時(shí)間的增加而增加，反應(yīng)時(shí)間增至4小時(shí)，產(chǎn)率達(dá)到75.9 %，當(dāng)反應(yīng)時(shí)間增至4.5小時(shí)后，產(chǎn)率降至74.2 %。隨著反應(yīng)時(shí)間的增加，產(chǎn)品收率首先增加，但增加到一定值后，隨

24、著反應(yīng)時(shí)間的增加，產(chǎn)物收率無(wú)明顯變化甚至下降，而且增加副產(chǎn)物和能耗。所以，結(jié)果表明產(chǎn)物收率最高時(shí)即在酸醇摩爾比1：5， 催化劑用量為6%，反應(yīng)溫度70的條件下，最佳反應(yīng)時(shí)間為4小時(shí)。3.4 反應(yīng)溫度對(duì)產(chǎn)物收率的影響酯化反應(yīng)條件：酸醇摩爾比1：5，催化劑用量為6%，反應(yīng)時(shí)間4小時(shí),改變反應(yīng)溫度，所得產(chǎn)物苯甲酸甲酯的產(chǎn)率變化如表3-4所示。表3-4 反應(yīng)溫度對(duì)產(chǎn)物收率的影響反應(yīng)溫度（）60657075產(chǎn)物收率（%）53.668.774.874.2由表3-4可知，在反應(yīng)溫度達(dá)到70之前，隨著反應(yīng)溫度的升高，產(chǎn)物的收率也隨之增加，達(dá)到70時(shí)，產(chǎn)率達(dá)到74.8%，當(dāng)反應(yīng)溫度升到75時(shí)，產(chǎn)率降至74.2%

25、，隨著反應(yīng)溫度的增加，產(chǎn)品收率首先增加，但增加到一定值后，隨著反應(yīng)溫度的增加，產(chǎn)物收率無(wú)明顯變化甚至下降，而且增加副產(chǎn)物和能耗。所以，結(jié)果表明產(chǎn)物收率最高時(shí)即在酸醇摩爾比1：5，催化劑用量為6%，反應(yīng)時(shí)間4小時(shí)的條件下,最佳反應(yīng)溫度為70小時(shí)。3.5 優(yōu)化放大實(shí)驗(yàn)對(duì)純度和收率的影響根據(jù)以上各組實(shí)驗(yàn)，選擇酸醇摩爾比1：5，催化劑用量為6%，反應(yīng)時(shí)間4小時(shí),反應(yīng)溫度70條件下的實(shí)驗(yàn)組作為優(yōu)化組與其放大四倍后的優(yōu)化放大組對(duì)比。優(yōu)化組各試劑用量為：苯甲酸12.2g，無(wú)水甲醇21.1ml，離子液體成品1.8g，采用反應(yīng)溫度70，反應(yīng)時(shí)間4小時(shí)。優(yōu)化放大組各試劑用量為：苯甲酸48.8g，無(wú)水甲醇84.4m

26、l，離子液體成品7.2g，采用反應(yīng)溫度70，反應(yīng)時(shí)間4小時(shí),實(shí)驗(yàn)后所得苯甲酸甲酯粗品質(zhì)量、產(chǎn)品純度和收率變化如表3-5所示。表3-5優(yōu)化放大實(shí)驗(yàn)對(duì)純度和收率的影響實(shí)驗(yàn)組 m（苯甲酸） v（無(wú)水甲醇） m（離子液體） 純度 收率優(yōu)化組 12.2g 21.1ml 1.8g 99.48% 75.60%優(yōu)化放大組 48.8g 84.4ml 7.2g 99.51% 78.33%由表3-5可見，根據(jù)以前做過(guò)的各實(shí)驗(yàn)組所得苯甲酸甲酯粗品質(zhì)量、碘液用量、產(chǎn)品純度和收率數(shù)據(jù)的綜合分析，酸醇摩爾比1：5，催化劑用量為6%，反應(yīng)溫度70，反應(yīng)時(shí)間4小時(shí)條件下實(shí)驗(yàn)組的各項(xiàng)數(shù)據(jù)最佳。將該組放大四倍后，收率較高。結(jié)果表明

27、，優(yōu)化組各項(xiàng)數(shù)據(jù)效果比較好，優(yōu)化放大后數(shù)據(jù)波動(dòng)不大。4 結(jié)論以苯甲酸和甲醇為原料，離子液體（吡啶和濃硫酸）為催化劑，合成苯甲酸甲酯的最佳反應(yīng)條件為：酸醇摩爾比1：5，反應(yīng)溫度70，反應(yīng)時(shí)間4小時(shí)，產(chǎn)物收率可達(dá)75%以上。與傳統(tǒng)催化劑濃硫酸相比，吡啶與濃硫酸的離子液體催化合成苯甲酸甲酯的有效催化劑之一，作為催化劑具有腐蝕性小、反應(yīng)條件溫和、污染小，且易于分離回收，能多次重復(fù)使用等特點(diǎn)，有更好的催化效果。參考文獻(xiàn)1 殷樹梅復(fù)合催化劑催化合成苯甲酸甲酯j. 精細(xì)石油化工進(jìn)展，2009，10(7)： 5-6.2 李兌，黃先勝，李平，等.催化合成苯甲酸甲酯的研究j. 化工，2013，39(3)：25-2

28、6.3 戰(zhàn)宇，寧正祥. 苯甲酸甲酯的合成及抑菌效果研究j. 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，23(1)：82-84.4 尚海燕，王宏偉. 氯化鋁催化合成苯甲酸甲酯j. 內(nèi)蒙古石油化工，2002，27：7-8.5 王敬嫻，吳芹，黎漢生，等. 酸性離子液體及其在催化反應(yīng)中的應(yīng)用研究進(jìn)展j. 化工進(jìn)展，2008，27(10)：1574-1592.6 謝輝，陳卓，王永芹，等. 室溫離子液體催化對(duì)羥基苯甲酸乙酯的合成研究j. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39( 15)：91299130.7 劉曉庚. 室溫離子液體及其在香料工業(yè)中的應(yīng)用d. 南京：南京財(cái)經(jīng)大學(xué)，2004.8 顧彥龍，彭家建，喬琨，等. 室溫離子液

29、體及其在催化和有機(jī)合成中的應(yīng)用j.化學(xué)進(jìn)展，2003，15(3)：222-241.9 阮華屹，張旺喜，徐保明，等. 3-氰基苯甲酸甲酯的綠色合成j. 石油化工，2013，42(1)：59-63.10 資愛平，唐剛，晏彩先，等. 對(duì)溴甲基苯甲酸甲酯的合成研究j. 廣州化工，2012，40(4)：21-23.11 葉天旭，劉京燕，張斌，等. 磷鎢酸擬薄水鋁石負(fù)載催化劑合成對(duì)羥基苯甲酸乙酯j. 應(yīng)用化學(xué)，2009，26( 9)：114-116.12 王鳳霞. 氣相色譜在食品分析中的應(yīng)用d. 山東：煙臺(tái)大學(xué)，2013.13 周晶，戴發(fā)榮，李擁軍. 食品中對(duì)羥基苯甲酸甲酯和對(duì)羥基苯甲酸丙酯的氣相色譜同時(shí)

30、測(cè)定法j. 職業(yè)與健康，2005，21(1)：41-42.14 付林林. 吡啶類離子液體的合成及其對(duì)纖維素溶解性能的研究d. 河北：河北科技大學(xué)，2012.15 何紹群，趙鎖奇，孫學(xué)文，等. 吡啶離子液體的熱分析研究j. 天然氣化工，2006，31(1)：25-28.附錄吡啶濃硫酸離子液體的制備離子液體是適應(yīng)時(shí)代發(fā)展要求，繼水和超臨界二氧化碳應(yīng)運(yùn)而生的又一高效綠色催化劑，主要由有機(jī)陽(yáng)離子和無(wú)機(jī)離子構(gòu)成，在室溫或室溫附近呈液態(tài)的鹽類化合物,具有不可揮發(fā)等較高的穩(wěn)定性，已被成功應(yīng)用于有機(jī)合成等各項(xiàng)領(lǐng)域14。將吡啶與濃硫酸按1:1的比例混合均勻, 放入燒瓶中, 常溫下在磁力攪拌器上攪拌加熱, 熔融大

31、約3小時(shí)，直至得到無(wú)色清亮液體即可, 停止加熱, 然后在真空干燥箱里70 干燥24 h, 取出后冷卻, 放在干燥器中備用。合成的吡啶濃硫酸離子液體在室溫下為液體，易溶于強(qiáng)極性溶劑，如水、乙醇等；不溶于弱極性溶劑，如乙醚、甲苯等15。氣相檢測(cè)注意事項(xiàng)本次氣相色譜檢測(cè)的進(jìn)樣方法采用的是手動(dòng)進(jìn)樣，使用微量注射器進(jìn)行手動(dòng)進(jìn)樣時(shí)，操作的數(shù)量程度取決于精密度，各項(xiàng)操作應(yīng)盡量一致。要注意以下幾點(diǎn)：選用恰當(dāng)?shù)淖⑸淦?，常用的?0ul微量注射器，進(jìn)樣量不能小于1ul；注射速度必須要快，注射速度過(guò)慢會(huì)延長(zhǎng)樣品的氣化過(guò)程，導(dǎo)致樣品進(jìn)入色譜柱的初始譜帶變寬；避免樣品之間相互干擾， 取樣之前要用樣品溶劑洗針不

32、少于3次，再用樣品溶液洗針不少于3次，這樣基本上能夠消除樣品間的相互干擾；減少注射歧視，不管注射速度多快，不同組分沸點(diǎn)不同，汽化速度也會(huì)不同，從而造成定量分析的誤差，所以取樣前先將注射針插入汽化室預(yù)熱一定時(shí)間，或者取樣前先在注射器中抽取一定量的溶劑。正確的注射方法應(yīng)當(dāng)是：取樣后，一只手拿注射器，并把食指放在針芯的束端(以防汽化室的高氣壓把針芯吹出)，同時(shí)另一只手要保護(hù)針尖(防止插入時(shí)受到隔墊阻擋彎曲)，小心地將注射針頭插入隔墊，此時(shí)要以最快的速度將注射器插到底，與此同時(shí)迅速地將樣品注射入汽化室(注意不要彎曲針芯)，最后快速拔除掉注射器。注射樣品時(shí)所需的時(shí)間以及注射器在汽化室中停留的時(shí)間越短越好

33、，而且每次注射的過(guò)程越重現(xiàn)越好。分析完畢，待組分流出后，先關(guān)閉氫氣和空氣，再進(jìn)行降溫操作。將進(jìn)樣口、柱溫箱、檢測(cè)器以及頂空進(jìn)樣器的溫度均設(shè)為40，待各組件的溫度不高于40以后，依次關(guān)閉載氣，工作站和氣相色譜儀。如果要取下色譜柱，則取下后柱兩端應(yīng)用盲堵堵上并放在盒內(nèi)，妥善保存。收率的計(jì)算公式收率=m實(shí)際/m理論*100% m理論=m苯甲酸/122*136致謝隨著論文完成，四年的大學(xué)生活也即將結(jié)束，感慨萬(wàn)千！從選題的開始到論文的順利完成，老師、同學(xué)、朋友們不管是在學(xué)習(xí)上還是生活中都給了我數(shù)不盡的幫助，在這里，請(qǐng)接受我發(fā)自內(nèi)心的謝意！感謝我的導(dǎo)師賈鵬飛和王娟老師。從課題選擇、開題，到進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、論文寫作、整理的整個(gè)過(guò)程，賈老師和王老師都傾注了大量的心血，給了我很多受用終生