合成己二酸二丁酯的催化剂研究进展

二元酸酯的合成

综述专论

化工科技，（：2005，136）43!45

SCIENCE&TECHNOLOGYINCHEMICALINDUSTRY

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合成己二酸二丁酯的催化剂研究进展"

吴顺红1，杨水金2

（湖北黄石435002；湖北黄石435002）1.黄石三中，2.湖北师范学院化学与环境工程系，

摘

要：综述了氯化铁、硫酸铜、硫酸铁铵、硫酸氢钠、对甲苯磺酸、新固体酸T强酸性阳离子-400、

-交换树脂、固体超强酸SO2TiSiWTiO2、TiO2-MoO3和磷钨酸掺杂聚苯胺催化剂H3PW12O40／12O40／4／

硫酸铁铵、硫酸氢钠、对甲苯磺PAH等10种不同催化剂催化合成己二酸二丁酯的实验结果。结果表明：

酸、新固体酸T具有实际应-400和强酸性阳离子交换树脂5种催化剂对合成己二酸二丁酯的收率较高，

用价值。

关键词：己二酸二丁酯；催化剂；酯化反应中图分类号：T@225.24；T@426.94

文献标识码：A

文章编号：（1008-05112005）06-0043-03

传统化学工业产生的“三废”对环境产生的压

力愈来愈突出。“绿色化学”的宗旨，正是为了既高效利用资源，又不产生污染，减小或消除化学过程对环境影响的压力。新的绿色化学过程是广大

［1］化学工作者从事科研开发的新课题。己二酸

二丁酯可用作香精、香料控制剂和常温下的增塑剂，也可作有机合成中间体。通常它是在硫酸催

［2］化下由己二酸和正丁醇酯化反应而得。硫酸

虽然价廉，活性高，但存在产品质量差，设备腐蚀严重，后处理复杂，污染环境等缺点，因此，研究用新型绿色催化剂取代传统酸催化剂催化合成己二酸二丁酯很有意义。近十几年来，杂多酸及其盐类广泛用作许多有机合成反应中的催化剂，日益受到人们关注，杂多酸盐催化化学的研究进展极

［3!5］为迅速。作者发现TiSiW12O40／TiO2对酯化

［6!10］，但用该催化剂合反应具有良好的催化活性

成己二酸二丁酯的研究尚未见文献报导。笔者在对固载杂多酸盐T固体超强酸iSiW12O40／TiO2，-SO2TiO2-MoO3和磷钨酸掺杂聚苯胺催化剂4／

H3PW12O40／PAH催化合成己二酸二丁酯研究基

等10种不同催化剂催化合成己二酸二丁酯的实

验结果。

［!］

!氯化铁催化合成己二酸二丁酯!

价廉易得的FGC可l3 6H2O不作任何处理，代替硫酸直接作己二酸二丁酯的酯化催化剂。其突出的特点是在后处理中不必中和硫酸，从而大大减少废水量，且不腐蚀设备。用氯化铁水合物制备己二酸二丁酯的最佳条件是：己二酸0.05

正丁醇0.2mol，醇酸物质的量比为4 1，在mol，

回流分水2.01.0gFGCl3 6H2O催化剂催化下，

酯化率可达86.9%。但FGCh，l3 6H2O易吸潮，难以保存。

［"］

"硫酸铜!

础上，综述近期用氯化铁、硫酸铜、硫酸铁铵、硫酸氢钠、对甲苯磺酸、新固体酸T强酸性阳离-400、子交换树脂、固载杂多酸盐T固iSiW12O40／TiO2、

-体超强酸SO2TiO2-MoO3和磷钨酸掺杂聚苯胺4／

以硫酸铜为催化剂，合成了20种二元酸系列

酯。结果表明，该催化剂具有催化活性好，操作简便，无三废污染，酯收率高，可多次重复使用等优点。经正交实验得出己二酸二丁酯的较佳合成工

正丁醇0.2m醇酸物艺条件是：己二酸0.05mol，ol，

在4.0g硫酸铜催化剂催化下，回质的量比为4 1，

流分水5.0h，酯收率可达93.5%。合成己二酸二丁酯的折光率和沸点与文献值基本相符。

［#］

#硫酸铁铵!

收稿日期：2005-01-08作者简介：吴顺红（，男，湖北红安人，湖北省黄石1964-）三中教师，主要从事化学的教学工作。基金项目：湖北省教育厅重点科研基金资助项目"（）2002A00008。

硫酸铁铵催化合成己二酸二丁酯效果好，具

有制备工艺简单、无毒、无腐蚀性、后处理简单、无污染、催化剂可重复利用及酯收率高等优点。合

二元酸酯的合成

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化工科技

第13卷

成己二酸二丁酯的最佳工艺条件是：己二酸0.05

正丁醇0.2mOl，醇酸物质的量比为411，在mOl，

回流分水0.01mOl十二水合硫酸铁铵的催化下，

己二酸二丁酯的收率大于90%。十二水合1.0h，

硫酸铁铵是一种稳定的晶体，反应过程不溶于反应体系中，易与反应液分离，价廉易得，反应温和，操作方便，产品收率高，是一种催化合成己二酸二丁酯的良好方法。

强酸性阳离子交换树醇的摩尔比为0.0510.20，

脂用量2.5g，回流分水100m酯收率达in，

强酸性阳离子交换树脂是一种价廉易得96.9%。

的工业品，在反应体系中不溶，易与反应液分离，反应温和，对设备无腐蚀，产品收率较高，同时催化剂能够回收和重复利用，是合成己二酸二丁酯的优良催化剂。

4

［14］硫酸氢钠

8

TisiW12O40／TiO2催化剂

催化剂／的制备方法较简

硫酸氢钠能代替硫酸用作酯化反应的催化

剂。在一水合硫酸氢钠存在下，用己二酸和正丁醇合成了己二酸二丁酯。当己二酸、正丁醇和硫酸氢钠的质量比为11610.14，回流分水100min，酯收率达93.8%，同时研究了催化剂重复使用性能。硫酸氢钠是一种稳定易得价廉的无色晶体，反应过程中不发生溶熔，易与反应液分离，反应温和，对设备腐蚀小，产品收率较高，同时能够重复利用，是合成己二酸二丁酯的良好催化剂。

对甲苯磺酸

［15］对甲苯磺酸作为己二酸和正丁醇的酯化催化

剂，性能优于硫酸。合成己二酸二丁酯的适宜工艺条件是：己二酸0.1mOl，正丁醇0.5mOl，在

.0g对甲苯磺酸的催化下，

回流分水2h，己二酸二丁酯的酯化率达95.17%。对甲苯磺酸是合成己二酸二丁酯的很有发展前途的酯化催化剂。

新固体酸T-400［16］

研究了应用自制新固体酸T-400催化合成己二酸二丁酯的绿色新工艺。T-400是某一无机盐经400C焙烧制得一种不溶于水的新型固体酸催化剂，吸附吡啶的红外光谱表明：催化剂表面形成了新的BrOnsted酸中心。此催化剂对己二酸和正丁醇的酯化活性高，无副反应，沉降较快，易与产物分离等特点，并得到合成己二酸二丁酯的绿色新工艺条件：己二酸0.10mOl，正丁醇0.35

Ol，

催化剂0.6g，反应温度150C，回流分水100in，

在此条件下，己二酸二丁酯的收率可达99%以上。该催化剂具有实用价值，且对其它酯的合成也具有较好的催化活性。

强酸性阳离子交换树脂

［17］在强酸性阳离子交换树脂存在下，由己二酸

和正丁醇制备了己二酸二丁酯。当己二酸和正丁

TisiW12O40TiO2单［18］。称取一定量的H4（siW12O40）溶解于水中并缓慢加研细的Ti（OH）4反应3h，整个反应过程保持近沸状态，缓慢蒸出水分，然后将研细的TisiW12O40／TiO2置于马福炉中在一定温度下活化2h，即得TisiW12O40／TiO2催化剂。近几年来，作者系统地研究了TisiW12O40／TiO2催化剂催化合成乙酸系列酯、丁酸系列酯、尼泊金系列

酯、葡萄糖系列酯、苯甲酸系列酯［19，20］等。

作者首次以固载杂多酸盐TisiW12O40／T

iO2为多相催化剂，通过己二酸和正丁醇反应合成了己二酸二丁酯，并探讨了诸因素对产率的影响［21］。正交实验结果表明：TisiW12O40／TiO2具有良好的催化活性，醇酸物质的量比为3.511，催化剂用量为反应物料总质量分数的1.0%，反应时间1.5h，反应 …… 此处隐藏：7505字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……