对甲苯磺酸催化合成乙酸异丙酯

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摘要：以对甲苯磺酸作为催化剂，以冰乙酸和无水异丙醇作为原料，经过酯化反应催化合成乙酸异丙酯。实验采用了控制变量法，研究了催化剂的用量、反应的时间以及无水异丙醇和冰乙酸的摩尔比对酯化反应产率的影响，找出了最适宜该酯化反应的反应条件，并且对合成的产品进行红外光谱、质谱和元素分析测定。实验结果表明，在反应时间为1 h，醇酸摩尔比为2.5:1，催化剂对甲苯磺酸用量为乙酸用量的7.14 %，乙酸异丙酯的产率可达到68.63 %，这就是合成乙酸异丙酯的最佳条件。采用对甲苯磺酸作为催化剂，可以使酯化反应的时间大大缩短，而且这个催化剂价格低，没有环境污染，催化活性很高，得到产品的产率也较高，对于酯的合成要远远优于传统催化剂浓硫酸。51967

毕业论文关键词：对甲苯磺酸；催化剂；合成；乙酸异丙酯

Synthesis of isopropyl acetate Catalyzed by p-Toluene Sulfuric Acid Abstract：With acetic acid and isopropyl alcohol as raw material and p-toluene sulfuric acid as catalyst, the isopropyl acetate was synthesized through esterification. Using the control variable method, The effect of the reaction time, the amount of catalyst and the ratio of isopropanol to acetic acid on the yield of isopropyl acetate were investigated. The most suitable reaction condition for the esterification was found, and the molecular structure of the product was ditermined by infrared spectroscopy, mass spectrometry and elemental analysis. The experimental results show that the reaction time is 1 h, the molar ratio of alcohol to acid is 2.5:1, the catalyst dosage is 7.14 %, the yield can reach 68.63 %, which is the best condition for the synthesis of isopropyl acetate. The use of p-toluene sulfuric acid as catalyst, with a small amount and high catalytic activity, can greatly shorten the time of esterification reaction, the yield increased, and the catalyst price is low, the subsequent treatment is simple, there is no environmental pollution, the synthesis of the ester is far better than the traditional catalyst concentrated sulfuric acid.

Key words: p-Toluene sulfuric; Catalytic; Synthesis; Isopropyl acetate

摘要 1

关键词 1

引言 2

1 实验部分 2

1.1 实验仪器和试剂 2

1.2 反应的原理 3

1.3 乙酸异丙酯的合成步骤.. 4

2 结果与讨论 5

2.1 产品的结构测定 5

2.2 反应时间对乙酸异丙酯产率的影响 7

2.3 催化剂的用量对乙酸异丙酯产率的影响 8

2.4 醇酸比对乙酸异丙酯产率的影响 8

3 结论 9

参考文献 10

致谢 12

对甲苯磺酸催化合成乙酸异丙酯

引言

乙酸异丙酯又可以叫“醋酸异丙酯”，它的沸点是88.4 ℃，相对密度为0.87（水=1），易燃，微溶于水。乙酸异丙酯在工业上是一种常用的有机溶剂，能溶解一些合成树酯，也用于医药工业和制造香料，并且在医药研究中有非常重要的地位。它还是一种酯类化工产品，常用作有机溶剂、脱水剂[2,3]。乙酸异丙酯最常使用的合成方法是在浓硫酸作催化剂条件下用乙酸和异丙醇反应制得[4]。但是，以浓硫酸作催化剂不仅成本高，而且腐蚀性特别强，运输成本很高，很容易发生事故，副反应很多，产品分离的时候比较困难，产生很多硫化物，污染环境，危害人体健康，且得到的产品质量也比较差[5]。为此，人们研讨了不同催化剂对合成乙酸异丙酯的影响[6]。比如：固载化液体酸，固体超强酸以及其他催化剂[7-9]，这些催化剂虽然也能合成酯，但是这些催化剂的成本都比较高，有些产品的产率也不是很高，无法应用到实际的生产中。因此，寻找出安全价廉、腐蚀小、环保友好的催化剂才是解决问题的关键[10-12]。研究发现对甲苯磺酸作为合成酯的催化剂具有很多优点，比如：性质很稳定、反应温和，环境污染少，并且还可以大大缩短反应时间[13-15]。因此，本实验用对甲基苯磺酸作催化剂，用冰乙酸和无水异丙醇为原料，通过酯化反应生成乙酸异丙酯[16,17]。本实验分别研究了催化剂的投加量、反应的时间以及无水异丙醇和冰乙酸的摩尔比对乙酸异丙酯合成的影响，并且得出了最佳反应条件，对于合成酯类化合物具有重要的意义[18-21]。