无机盐催化合成丙酸丁酯绿色化学新工艺.docx

2004 年 6 月Journal of Hunan Institute of Science and Technology (Natural Sciences)Jun . 2004Ξ无机盐催化合成丙酸丁酯绿色化学新工艺毛立新 ,廖德仲 ,田斌 , 龚靖(湖南理工学院 化学化工系 ,湖南 岳阳 414000)摘 要 : 以硫酸氢钠为催化剂 , 对丙酸丁酯的合成工艺进行了研究 , 在优化条件下 , 丙酸丁酯的收率达9915 % 。最佳工艺条件是 :丙酸 011 mol ,正丁醇 0114 mol ,反应时间 90 min ,硫酸氢钠 0. 3 g ,反应温度 140 ℃。关键词 :无机盐 ;硫酸氢钠 ;催化酯化 ;丙酸丁酯 ;绿色化学中图分类号 : TQ225112 + 3文献标识码 :A文章编号 :167225298 (2004) 0220054203Study on synthesis of n - Butyl propanoatef or ne w technology of green chemistryMAO Li2xin ,L IAO De2zhong ,TIAN Bin , GONG J ing(Department of Chemistry and Chemical Engineering , Hunan Institute of Science and Technology , Yueyang 414000 , China )Abstract : The synthetic conditions of n - butyl propanoate by catalysis of NaHSO4·H2 O was studied. In the opti2mun condition ,the yield is 99 . 5 %. The optemun condition is as follows :propanoic acid 0 . 1mol ,n - butyl alcohol 0 . 14 mol ,reaction time 90 min ,amount of NaHSO4 ·H2 O 0 . 3g ,reaction temperature 140 ℃1Key words :inorganid salt ;NaHSO4·H2 O ;catalytic esterfication ; n - butyl propanoate ; green chemistry丙酸丁酯是一种重要的有机化工产品 ,常用作硝基纤维素 、天然的与合成的树脂等溶剂及漆用溶剂 ,还可用作果实香精的制造 。工业合成方法是用液体酸作催化剂 ,由丙酸与正丁醇直接酯化来制得1 。由 于无机液体酸对设备的腐蚀强 ,易导致副反应 ,在工业上表现为工艺繁琐 ,产物分离困难“, 三废”的排放量大2,因此已有不少研究者一直在寻求最优良的酯化催化剂来代替液体酸 , 并取得了很多成功的尝试3 ～7。笔者前文8 已报道几种无机盐催化合成丙酸丁酯的酯化优化条件 ,并以硫酸钛为具有最好的酸催化性能 。但硫酸钛易潮解 ,难于保管和准确使用 ,因此需经过高温改性5 ,在工业应用上较麻烦 。所以本文采用 NaHSO4 ·H2 O 作催化剂合成丙酸丁酯 ,对反应的工艺条件进行了优化 ,取得了满意的结果 。实验部分1111 药品与仪器丙酸 、正丁醇 、NaHSO4 ·H2 O 等均为市售的化学纯或分析纯的试剂 ;标准口玻璃仪器 ,自制电加热器 ,78 —1 磁力搅拌器 ; WYA 阿贝折射仪 ,Nicolet AVATAR370 红外光谱仪 。收稿日期 :2003 - 10 - 25作者简介 :毛立新(1954 —) ,男 ,湖南岳阳人 ,湖南理工学院化学化工系高级工程师。主要研究方向 :有机精细合成 ;化学工程。 田 斌、龚靖是湖南理工学院化学化工系 2204 届本科毕业生。Ξ第 2 期毛立新 廖德仲 田 斌 龚 靖 :无机盐催化合成丙酸丁酯绿色化学新工艺55112酯化反应及产物分析1)酯化反应在三口烧瓶中 ,加入一定量待用的丙酸 、正丁醇和适量的催化剂 ,装上分水器和回流冷凝管 ,电磁搅拌下加热回流分水 ,待反应至预定时间后已无水可分了 ,此时停止加热 ,冷却后过滤回收催化剂 。产物的分离纯化可先用适量的 Na2 CO3 饱和溶液洗去未反应的酸 ,再水洗 ,无水 MgSO4 干燥后 ,减压 蒸馏 ,截取沸点处的馏分即得产品丙酸丁酯 。2)产物分析取反应混合物样品用标准碱液测定反应混合物的酸值 ,根据反应前后酸值的变化计算转化率 ,计算式如下 :酯化转化率 = (1 - 反应后体系酸值Π反应前体系酸值) ×100 %或按 GB —6776 —86