MCM-41分子筛的表面修饰及其催化合成乙酸异戊酯

通过后合成处理将苄基、三甲基硅烷基和磺酸基接枝到MCM-41分子筛上,制备了一种新型的有机-无机杂化S-B-MCM-41催化剂.采用X射线衍射、低温N2吸附-脱附和酸碱滴定对样品的结构和质子酸量进行了表征和测定.结果表明,S-B-MCM-41催化剂较好地保持了MCM-41分子筛的介孔结构,BET比表面积高达798m2/g,质子酸量为4.0mmol/g.将S-B-MCM-41催化剂用于乙酸与异戊醇合成乙酸异戊酯的反应,考察了各种反应条件对酯化率的影响.在乙酸用量为0.1mol,异戊醇用量为0.15mol,催化剂用量为0.2g,带水剂甲苯为15ml,反应温度为110～125℃,反应时间为2h的优化条件下S-B-MCM-41上的酯化率可达99%以上;而MCM-41分子筛上的酯化率仅为54%.经3次重复使用后,S-B-MCM-41催化剂上的酯化率依然保持在90%以上.初步探讨了S-B-MCM-41催化剂催化合成乙酸异戊酯的反应机理.     

自制Ti/W-MCM-41介孔分子筛催化制备乳酸戊酯

采用自制的介孔分子筛Ti/W-MCM-41催化乳酸与正戊醇的酯化反应,合成了乳酸正戊酯;利用红外光谱仪分析了催化剂的化学特征,考察了分子筛的WO3质量分数、催化剂用量、醇酸物质的量比、反应时间、催化剂重复使用性能等因素对目标产物酯化率的影响.结果表明,在nSi∶nTi=30∶1,WO3质量分数10%,550℃下焙烧6h条件下制得的催化剂具有良好的催化性能;其催化合成乳酸正戊酯适宜的反应条件为:0.2mol乳酸,催化剂用量0.5g,n(正戊醇)∶n(乳酸)=1.6∶1,反应时间100min,酯化率可达94.4%.该催化剂使用7次酯化率仍可达86.6%.     

乙酸异戊酯的合成

以乙酸和异戊醇作为原料,利用SnCl4催化作用下的酯化反应合成了乙酸异戊酯;研究了反应时间、酸醇的物质的量之比、催化剂用量、带水剂用量等因素对产物收率的影响,并确定了优化反应条件.结果表明,优化反应条件为:反应时间60min,酸醇物质的量之比1∶0.8(乙酸5.76mL),催化剂用量0.35g,带水剂用量10mL.在优化反应条件下,产物收率最高可达86.3%.     

相转移催化合成乙酸异戊酯

乙酸异戊酯是无色透明液体,具有香蕉和梨的香味,可用作食用香精,也是很好的有机溶剂,广泛用于医药、涂料、印染行业。合成乙酸异戊酯的经典方法是用浓Ｈ２ＳＯ４为催化剂酯化制得,但由于硫酸严重腐蚀设备和易引起副反应,使产品纯度低,后处理过程复杂,因而促使人们研究其它合成方法。自１９８１年黄化民等报道用无机硫酸盐作催化剂以来,不少研究者采用了用不同的无机盐超强酸、固体酸、杂多酸、离子交换树脂作为催化剂进行了广泛研究。但这些催化剂也有其自身的缺点。以季铵盐作为乙酸异戊酯的酯化反应催化剂尚未见文献报道,笔者采…     

乙酸正丁酯的合成

以乙酸和正丁醇为原料,在硫酸氢钾催化下合成了乙酸正丁酯;考察了反应时间、醇酸比、催化剂用量、带水剂用量及催化剂的重复使用对酯化率的影响.结果表明:当正丁醇用量为0.1mol,乙酸用量为0.135mol,催化剂硫酸氢钾用量为0.8g,带水剂环己烷用量为8mL时,反应的酯化率达95.2%.     

四氯化锡催化乙酸异戊酯的合成

羧酸酯是重要的化工产品 ,其合成一直受到人们的关注 .它一般是利用羧酸、羧酸酐或酰氯与醇反应制得 ,羰基化制酯类近年也颇受重视 [1] .异戊醇是工业废料杂醇油的主要成份 ,如何合理利用是一个急需解决的问题 .一个方便的途径是使其与乙酸反应制备乙酸异戊酯 .乙酸异戊酯在香料、溶剂、萃取剂等方面都有广泛的应用 ,其传统合成方法是利用浓硫酸作为催化剂进行酯化反应 ,存在的缺点是对设备有严重的腐蚀、副产物较多、时间较长等 .四氯化锡作为高效的酯化催化剂引起了我们的注意 [2 ,3] .本文利用四氯化锡作为乙酸异戊酯的合成催化剂 ,在较…     

硅烷偶联剂改性SBA-15固载Keggin型杂多酸催化合成柠檬酸三丁酯

以3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(MEMO)表面改性的介孔分子筛SBA-15为载体,制备了一系列介孔分子筛/硅烷偶联剂@杂多酸复合催化剂SBA-15/MEMO@HnXW12O40(X=P⁵+,Si⁴⁺,B³⁺;n=3,4,5),并利用FTIR、P-XRD、TEM、N2吸附-脱附对其结构进行表征。以SBA-15/MEMO@HnXW12O40(X=P⁵⁺,Si⁴⁺,B³⁺;n=3,4,5)为负载型杂多酸催化剂对柠檬酸三丁酯的催化合成进行研究,分别考察了酸醇摩尔比、催化剂用量、反应温度、反应时间对催化合成柠檬酸三丁酯酯化率的影响,并获得合成柠檬酸三丁酯的最佳工艺条件。结果表明:当负载型硅钨酸催化剂的负载量为50%、催化剂用量为3.8%、酸醇摩尔比为1∶4、反应温度为140℃、反应时间为6 h、环己烷用量为5 mL时酯化率可达97.56%,重复使用7次后酯化率仍可达62.67%。     

二苯胺甲烷磺酸盐催化合成丙酸异戊酯

以二苯胺甲烷磺酸盐为催化剂,合成了丙酸异戊酯,考察了反应时间、催化剂用量、醇酸摩尔比等因素对酯化率的影响。结果表明,在最佳条件下,酯化率可达97．7％。     

ZrO_2-TiO_2/SO_4~(2-)催化合成马来酸二异戊酯

以马来酸酐和异戊醇为原料,复合型固体超强酸ZrO2-TiO2/SO24-为催化剂催化合成了马来酸二异戊酯。最佳工艺条件为:催化剂活化温度450℃,活化时间5 h,1.0 mol.L-1H2SO4,催化剂用量1.0 g,酸醇摩尔比为1∶4,回流分水70 m in,酯化率达98.72%。ZrO2-TiO2/SO42-具有良好的催化活性,可重复使用5次以上。     

分子筛超强酸SO_4~(2-)/TiO_2/USY催化合成胡萝卜酸乙酯的研究

以USY分子筛为载体,采用共沉淀-浸渍法制备分子筛超强酸SO42-/Ti O2/USY,用其催化丙二酸、无水乙醇合成胡萝卜酸乙酯。考察了不同反应时间、带水剂种类、带水剂用量、醇酸比、催化剂用量、催化剂重复使用性等因素对反应酯化率的影响。结果表明:在丙二酸用量为0.1mol,醇酸摩尔比为3.1:1,催化剂用量为1.0g,反应时间为3h,带水剂环已烷用量为5m L时,酯化率达到92.13%,催化剂重复使用5次以后仍然有很高的活性。说明SO42-/Ti O2/USY对该反应具有很强且极稳定的催化活性。     

固体超强酸ZrO_2/S_2O_8~(2-)催化合成乙酸正己酯

以固体超强酸ZrO2/S2O2-8为催化剂,乙酸和正己醇为原料合成了乙酸正己酯,考察了反应条件对酯化率的影响.结果表明,最佳反应条件为:醇酸摩尔比1.4,催化剂用量0.5g(当乙酸用量为0.1mol时),带水剂苯15mL,在110～118℃反应1.5h,其酯化率达92%以上.该方法的优点是酯化率高,催化剂可重复使用且基本不腐蚀设备.     

乙酸异丙酯的合成

以乙酸和异丙醇为原料,硫酸氢钠为催化剂,合成了乙酸异丙酯;考察了反应时间、酸醇比、催化剂用量、带水剂用量对酯化率的影响,确定了最佳酯化反应条件:反应时间60min,酸醇的物质的量的比1∶0.8,催化剂用量0.8g,带水剂用量8mL.在最佳反应条件下,酯化率最高可达84.3%.     

ZrO2-TiO2/SO2-4催化合成马来酸二异戊酯

以马来酸酐和异戊醇为原料,复合型固体超强酸ZrO2-TiO2/SO2-4-为催化剂催化合成了马来酸二异戊酯.最佳工艺条件为:催化剂活化温度450℃,活化时间5 h,1.0 mol·L-1H2SO4,催化剂用量1.0 g,酸醇摩尔比为1:4,回流分水70 min,酯化率达98.72%.ZrO2-TiO2/SO2-4-具有良好的催化活性,可重复使用5次以上.     

凹凸棒石负载磷钨酸催化合成乙酸正丁酯

用凹凸棒石为载体制备了负载型磷钨酸催化剂,以乙酸和正丁醇为原料合成了乙酸正丁酯.考察了催化剂的制备条件(负载量,焙烧温度,酸浸泡浓度)及反应时间、反应温度、醇酸比和催化剂用量对反应的影响.最优的反应条件为:反应温度115℃,反应时间150min,醇酸比2.5∶1,催化剂用量3%(按反应体系总质量计算),在此条件下,酯化率可达94.0%.     

二氧化硅负载硫酸氢钠催化合成壬酸乙二醇单酯

研究了以二氧化硅负载硫酸氢钠为催化剂,壬酸和乙二醇为原料合成壬酸乙二醇单酯的工艺.考察了酸醇物质的量、催化剂用量、反应时间、反应温度等对壬酸酯化率的影响,结果表明,合成壬酸乙二醇单酯的优化条件为:壬酸与乙二醇的物质的量为1∶3,催化剂的用量为反应物料总质量的5%,反应时间为4h,反应温度为90℃,在此条件下,酯化率可达92%以上,通过红外光谱验证了目标产物.催化剂具有一定的重复使用活性.     

酯化反应实验改进

羧酸酯的合成是高师有机化学实验中必做的实验,在实验室和工业生产中一直用硫酸作催化剂,这种传统方法硫酸用量大、副反应多、过程复杂、产品损失多,更重要的是产生大量的含酸废水污染环境,实验既费时又费力,实验效果又不够理想.为了克服这些矛盾,人们对酯化反应的催化剂进行了许多研究.例如,采用杂多酸（如H3PW12O40等）、固体超强酸（如SO2-4/ZrO2-Al2O3等）和无机盐（如FeCl3、SnCl4、Al2（SO4）3等）等作为催化剂,收到了良好效果.但这些固体酸催化剂大部分是水溶性的,重复使用性能差,因而难以实现工业化生产。近年来,固载型杂多酸作为催化剂在有机合成中的应用越来越引起人们的广泛关注 ,本文作者采用SiO2作载体,用溶胶凝胶法固载磷钨杂多酸,并用在乙酸异戊酯的合成中,已被证明是可行的.因此,我们决定将这一科研成果直接应用在实验教学中,即改革羧酸酯化实验.通过1999、2000、2001三届学生实验验证,效果良好,现就实验内容改进后加以阐述.     

酸功能化离子液体催化合成柠檬酸三丁酯

合成并表征了酸功能化离子液体,用于催化合成柠檬酸三丁酯(TBC).通过考察各种离子液体的催化活性及重复使用性能,选定酸功能化离子液体[HSO3-pmim]HSO4为催化合成TBC的催化剂.研究了催化剂用量、醇酸摩尔比、反应时间等因素对酯化反应的影响,得到其较佳工艺条件为:催化剂用量为反应物总质量的8·0%,醇酸摩尔比为5·5∶1,反应温度110~150℃,反应时间3h.此条件下,酯化率达到99·0%.分离出的离子液体未经任何处理重复使用8次后,酯化率仍为95·2%.     

固载杂多酸SiW_(12)/C催化合成富马酸二甲酯

用自制的固体杂多酸催化剂SiW12 /C进行催化酯化合成富马酸二甲酯 (DMF) .探讨了催化剂用量、醇 /酸比、反应时间、反应温度等动力学条件对合成DMF的影响 .确定了合成DMF的最佳合成工艺条件 :醇 /酸物质的量比为 6∶1,催化剂用量为富马酸质量的 2 .5 % ,反应时间 7.0h ,反应温度为回流温度 ,酯化率可达 90 .6 % .结果表明 ,该催化剂催化活性高 ,可重复使用 ,后处理容易 ,生产成本低且无三废污染 .     

乳酸丁酯的非均相催化合成

在Ga2 O3负载量为20％,500℃焙烧2h的条件下制备了固体酸催化剂Ga2 O3/SiO2,利用红外光谱分析对催化剂进行了表征.将其用于非均相催化合成乳酸丁酯的反应,考察了催化剂用量、n(正丁醇)∶n(乳酸)、环己烷用量、反应时间和催化剂重复使用性能等因素对酯化率的影响.结果表明,该催化剂催化合成乳酸丁酯的适宜反应...     

氨基磺酸催化合成氯乙酸正丁酯

氨基磺酸能够代替硫酸作为酯化催化剂。研究了以氨基磺酸为催化剂,氯乙酸与正丁醇合成氯乙酸正丁酯。研究了反应的影响因素和催化剂的重复使用性能。当氯乙酸、正丁醇和氨基磺酸的摩尔比为0.05:0.15:0.00773,回流分水90min时,酯收率达82.4%。并以氨基磺酸为催化剂合成了氯乙酸异丁酯、氯乙酸仲丁酯、氯乙酸正戊酯、氯乙酸异戊酯和氯乙酸2-戊酯。