摘 要：本文以Y型沸石为载体负载KHSO4作催化剂，催化合成乙酸正丁酯，其中正丁醇和冰乙酸为原料。通过改变带水剂占反应原料总体积的百分比、冰乙酸和正丁醇物质的量比、反应时间和负载型催化剂占反应原料总质量的百分比等因素优化反应条件。结果表明，反应的最佳条件为：带水剂环己烷占反应原料总体积的50%，酸醇物质的量比2:1，反应时间1.25h，Y型沸石负载KHSO4催化剂占反应原料总质量的1.00%。并对合成的产物进行了红外光谱分析知Y型沸石负载KHSO4催化剂在该酯化反应中具有高选择性。29542
毕业雠关键词：Y型沸石；KHSO4；催化酯化；负载型固体酸催化剂
Study on The Catalytic Esterification Using Y Type Zeolite Load of KHSO4
Abstract：In this paper,KHSO4 are supported by Y-type zeolite as catalyst,catalytic synthesis of n-butyl acetate.the n-butanol and glacial acetic acid as raw materials.By changing the percentage of water carrier accounts for the total starting materials volume,the molar ratio of glacial acetic acid to n-butanol,the reaction time,the dosage of supported catalyst and other factors optimized the reaction conditions.The results show that the optimum conditions are that cyclohexane accounts for 50% of the total reaction materials volume,the molar ratio of acid to alcohol is 2:1,the reaction time is 1.25h and the percentage of Y Type Zeolite Load of KHSO4 catalyst is 1.00% of the material gross.IR spectra analysis indicates that the product Y-type zeolite catalyst with a high selectivity KHSO4 load in the esterification reaction.
Key Words：Y type zeolite；KHSO4；Catalytic esterification；Supported solid acid catalyst
目 录
摘 要 1
引 言 1
1 实验部分 3
1.1 试剂与仪器 3
1.2 Y型沸石负载KHSO4催化剂的制备 3
1.3 乙酸正丁酯的制备 4
1.4 优化反应条件 4
2 结果与讨论 6
2.1 产品的IR光谱 6
2.2 产品的元素分析 7
3 结 论 7
参考文献 8
致 谢 10
Y型沸石负载KHSO4催化酯化的研究
引 言
羧酸和醇经过酯化反应生成酯，而往往我们都希望所得产物的产率较高，因此，对于酯化反应提高酯化率是我们研究的动力。该反应是可逆反应，一般情况下反应进行不完全，当反应体系达到动态平衡时，产率就趋向于稳定。因此，为了使反应能向生成酯的方向进行，提高酯化率，可以在反应体系中加入过量的酸或醇，以改变反应物和产物在反应达到平衡时的组成；或者采用分离体系中水的方法来实现，把水分出时破坏了该酯化反应的平衡，从而提高酯化率。分离体系中水的方法也有很多，比如加入共沸混合物将水带走或者加入去水剂[1]把反应中生成的水除去。本文是采用加入带水剂环己烷的方法，用分水器加热回流来实现反应向右进行，从而提高酯化率。该方法简单易行，最适合实验室研究方案。本文以乙酸正丁酯的制备为例，以正丁醇和冰乙酸为原料，按加成-消除的反应机理探讨Y型沸石负载负载KHSO4催化酯化合成乙酸正丁酯[2-6]。
乙酸正丁酯是无色带有略淡于乙酸戊酯的水果香的液体[7]，作为一种主导型酯类品种具有很好的发展前景，更是一种重要的有机化工原料，是良好的芳香调剂、增塑剂、有机溶剂、萃取剂、色谱分析溶剂、着色剂和有机合成中间体[7]。目前，工业上使用浓硫酸等无机酸作催化剂进行此类均相催化反应并不理想，有很多不足之处：一系列的副反应、强烈的腐蚀性腐蚀设备、反应时间长、产品纯度低、产率低、大量废酸排放污染环境严重，后处理过程复杂等。同时探求高效、环保的新型催化剂[8,9]已成为绿色化学理念下，合成乙酸酯类领域的热点。与传统液体酸催化剂相比，固体酸催化剂[10,11,14]是一种非均相催化剂，对环境友好，近年来已经成为催化法酯类等有机化合物的新的发展趋势。迄今为止，许多文献报道如孔文祥等采用十二水合硫酸铁铵代替硫酸作为催化剂催化乙酸与正丁醇反应得到了很好的效果[12,13]并克服了硫酸的许多弱点。与这些催化剂相比，硫酸氢钾因其活性高、可回收率高、对设备无腐蚀、能重复使用、对环境友好等诸多优点已经受到了世界各地研究者的广泛关注。负载型固体酸催化剂[14]具有单纯的活性组分或载体所不具备的催化效果[15]，这是因为其活性组分与载体之间往往会发生相互作用而形成特定的结构。本文采用Y型沸石负载KHSO4作催化剂[16,17]，具有可提高比表面积、提高催化活性、提高产品收率、增强选择性、降低反应条件、削弱腐蚀性等优点，其性能明显优于传统硫酸，有望取代传统硫酸在工业中的应用。文献曾报道SiO2载负回收全氟磺酸树脂[18]、固体超强酸[19]、固载杂多酸盐[20]、微波辐射杂多酸[21]；活性炭负载镧[22]、硫酸钛[23]和文生素C[24]等均能不同程度地克服硫酸催化存在的弊端[25]。为了克服使用浓硫酸作催化剂的均相反应生成乙酸正定酯所存在的问题，本文采用Y型沸石作为KHSO4的载体用浸渍法[26]制备了Y型沸石负载KHSO4催化剂取代了传统的浓硫酸催化剂、以常压液-固相反应取代均相反应。并探讨了Y型沸石负载KHSO4催化剂在乙酸正丁酯合成中的催化性能，得到了较为满意的结果。 Y型沸石负载KHSO4催化酯化的研究:http://www.youerw.com/huaxue/lunwen_24850.html