强酸性阳离子交换树脂催化合成对羟基苯乙酸甲酯

作者： 刘凤尧 孙昌俊 刘书银
作者机构： 山东大学
出版物刊名： 枣庄师专学报
页码： 48-50页
主题词： 乙酸异戊酯 异戊醇 强酸性阳离子交换树脂 乙酯 催化剂 产品收率 共沸 合成 理想性质
摘要：以732型强健性阳离子交换树脂为催化剂、利用乙酸异戊酯和异戊醇可与水共沸的性质，使乙酯与异戊醇反应含成了乙酸异戊酯，收率达95%以上，此法操作方便，后处理简单，无设备腐蚀，产品收率高，质量稳定，催化剂可反复使用，环境污染轻，是乙酸异戊酯的一种理想的合成方法。

离子交换与吸附, 2008, 24(4): 368 ~ 373ION EXCHANGE AND ADSORPTION文章编号：1001-5493(2008)04-0368-06强酸性阳离子交换树脂负载金属离子改性催化合成乙酸丁酯*廖安平1,2蓝丽红1,2蓝平2张雷1童张法11 广西大学化学化工学院，南宁 5300042 广西民族大学化学与生态工程学院，南宁 530006摘要：用两种强酸性阳离子交换树脂进行金属离子负载改性制备酯化催化剂，考察了金属盐种类，盐浓度，沉浸时间，沉浸温度等因素对催化剂性能的影响。

用在优化条件下制备的催化剂催化乙酸和正丁醇酯化反应体系，反应1h乙酸的转化率达到69％。

关键词：强酸性阳离子交换树脂；负载；催化；乙酸丁酯中图分类号：TQ028.3 文献标识码：A1 前言目前乙酸酯类化合物生产基本上都是采用以浓硫酸作催化剂的传统生产工艺。

在沸点较高的乙酸酯生产时，催化剂浓硫酸易使反应物或产物发生脱水、碳化等副反应。

反应的产物要经过碱中和、水洗以除去浓硫酸，产品的后续提纯过程较复杂；部分产品与未反应原料在中和水洗过程中损失，并产生大量生产废水。

为了除去中和水洗后溶入粗酯中的盐，在最后产品塔往往需要汽相出料，造成能耗较高。

近年来，国内外对用新型酯化催化剂取代浓硫酸做了大量研究，已见报道的有分子筛型催化剂，强酸性阳离子交换树脂，稀土氧化物，金属氧化物负载形成的固体超强酸和杂多酸等[1~4]。

强酸性阳离子交换树脂是一类性能较好的酯化反应催化剂，并易与产物分离，可克服浓硫酸催化工艺的众多缺点。

但一般的强酸性阳离子交换树脂催化酯化反应时，其反应速率比浓硫酸慢。

本研究以强酸性阳离子交换树脂进行负载金属离子改性，提高其催化性能。

考察了树脂的种类、金属盐种类、浓度、负载沉浸时间等因素对催化剂性能的影响；经负载金属离子改性强酸性阳离子交换树脂的催化性能有了较大提高。

* 收稿日期：2007年7月17日项目基金：广西民族大学重大项目资助(项目编号0409011)作者简介：廖安平(1964~), 男, 广西全州，广西大学化学化工学院博士研究生.蓝丽红(1972~), 女, 广西宜州, 广西民族大学化学与生态工程学院讲师.第24卷第4期 离 子 交 换 与 吸 附 ·369·2 实验部分2.1 实验原理用强酸性阳离子交换树脂进行金属离子负载改性，用制备的催化剂在一定条件下，以乙酸和正丁醇合成乙酸丁酯为反应体系，考察改性后获得的催化剂性能。

专利名称：改性金属氧化物型固体超强酸催化合成对羟基苯甲酸乙酯的方法
专利类型：发明专利
发明人：张存,杜蒙,吴过,高维丹,张骏超,赵永庚,孙晶芸
申请号：CN201410523176.5
申请日：20140930
公开号：CN104326915A
公开日：
20150204
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种改性金属氧化物型固体超强酸催化合成对羟基苯甲酸乙酯的方法，包括如下步骤：(1)以改性金属氧化物型固体超强酸为催化剂，将对羟基苯甲酸和过量乙醇加热升温，在回流温度75-85℃条件下进行酯化反应，部分乙醇与反应生成水共沸将其带出；(2)经3-4小时反应结束后，过滤以分离回收固体超强酸催化剂，滤液呈黄色油状，经旋转蒸发除去过量乙醇，制得对羟基苯甲酸乙酯。

本发明采用改性金属氧化物型固体超强酸作为催化剂用于对羟基苯甲酸乙酯合成反应，不仅催化效果显著，对环境友好，而且固体超强酸回收再生容易，可保持高活性重复使用。

申请人：扬州大学
地址：225009 江苏省扬州市大学南路88号
国籍：CN
代理机构：南京钟山专利代理有限公司
代理人：戴朝荣
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强酸型阳离子交换树脂在缩合反应中的应用案例强酸型阳离子交换树脂是一种具有强酸性的树脂，常用于缩合反应中的催化剂。

在化工工业中，强酸型阳离子交换树脂广泛应用于酯化、醇醚化、烯烃聚合等缩合反应中，具有优异的催化效果。

以下是一些强酸型阳离子交换树脂在缩合反应中的应用案例：1.酯化反应酯化反应是一种广泛应用的缩合反应，常用于生产酯类化合物。

强酸型阳离子交换树脂在酯化反应中可以作为催化剂，提高反应速率和产率。

例如，将苯甲酸和乙醇加入固定在强酸型阳离子交换树脂上的硫酸根离子，经过酯化反应可以得到苯乙酸乙酯。

2.醇醚化反应醇醚化反应是一种将醇与醚反应生成醚类化合物的缩合反应。

强酸型阳离子交换树脂在醇醚化反应中可以作为催化剂，促进反应的进行。

例如，将乙醇与甲苯加入固定在强酸型阳离子交换树脂上的硫酸根离子，经过醇醚化反应可以得到乙基甲基醚。

3.烯烃聚合反应烯烃聚合反应是一种将烯烃单体通过缩合反应聚合形成高分子聚合物的反应。

强酸型阳离子交换树脂在烯烃聚合反应中可以作为催化剂，控制聚合反应的速率和产率。

例如，将丙烯酸和异辛烯加入固定在强酸型阳离子交换树脂上的硫酸根离子，经过烯烃聚合反应可以得到聚丙烯。

4.酸催化反应强酸型阳离子交换树脂还可以用于其他酸催化反应，如酮脱水反应、烷基化反应等。

在这些反应中，强酸型阳离子交换树脂起到催化剂的作用，可以加速反应速率和提高产率。

例如，将丙酮和乙醇加入固定在强酸型阳离子交换树脂上的硫酸根离子，经过酮脱水反应可以得到异丙醚。

总结而言，强酸型阳离子交换树脂在缩合反应中具有广泛的应用，可以作为催化剂增强反应效率。

在酯化、醇醚化、烯烃聚合和其他酸催化反应中，强酸型阳离子交换树脂都发挥了重要的作用。

通过控制反应条件和树脂催化剂的选择，可以实现更高的产率和更高的选择性。

732型強酸性阳离子交换树脂催化合成乙酸正丁酯化工08-2摘要研究了用732型強酸性阳离子交换树脂催化合成乙酸正丁酯的方法，对比考察了四项因素对收率的影响。

由此找到了此法合成乙酸正丁酯的最佳反应条件为：催化剂用量、醇酸物质的量比，反应时间。

以及催化剂的反复利用情况。

实验结果表明：最佳反应条件下收率为：催化剂 2.5 g 、醇酸物质的量比1:1.6、反应时间60min 。

关键词乙酸正丁酯强酸性阳离子交换树脂催化合成前言乙酸正丁酯是无色透明有愉快果香气味的液体。

其化学式：C6H12O2 分子量116.16 蒸汽压2.00kPa/25℃闪点：22℃，熔点-73.5℃沸点：126.1℃。

能与醇、醚、酮等有机溶剂混溶。

易燃。

急性毒性较小，但对眼鼻有较强的刺激性，而且在高浓度下会引起麻醉，相对密度(水=1）0.88；相对密度(空气=1）4.1。

主要用途：用作硝化纤维清漆、织物、人造革和塑料生产过程中的溶剂，石油和医药工业中的萃取剂，也用于香料复配以及香蕉、菠萝、杏、梨等多种香味剂的成分。

目前乙酸正丁酯的工业生产大都是采用以浓硫酸作催化剂的传统生产工艺。

但以浓硫酸催化易使反应物或产物发生脱水、碳化等副反应，浓硫酸用量大费用高，反应的产物要经过碱中和、水洗等操作除去浓硫酸，而且产品的提纯过程复杂，部分产品在中和水洗过程中被损失掉，并产生大量的酸性废水，生产工艺不够绿色环保。

因而研究新型催化剂有着十分重要的意义，本研究是以732型強酸性阳离子交换树脂处理以后催化合成乙酸正丁酯，可克服浓硫酸催化的诸多缺点，主要考察了催化剂用量、酸醇物质的量比、反应时间、催化剂的重复使用等因素对回收率的影响，以确定最佳反应条件。

整个实验过程中，催化剂不腐蚀设备，无污，易于分离，可回收再利用，废液排放量少等优势。

离子交换树脂是一种含有活性基团的合成功能高分子材料，根据合成技术的不同，可制成打孔结构或凝胶结构的离子交换树脂，按引入基团的性质可分为强酸性、强碱性、弱碱性螯合性、酸碱两性和氧化还原性等品种。

强酸性离子交换树脂催化合成乙酸酯及动力学研究的开题报告一、研究背景及意义乙酸酯是一类重要的有机化学品，在化工、医药、食品等多个领域中都有广泛的应用。

目前，合成乙酸酯的方法主要包括直接酯化法、烷基化法和醇解酯化法等，但这些方法的步骤繁琐、反应条件苛刻、产物纯度低、环保性能差等问题制约了其在实际应用中的推广和应用。

近年来，强酸性离子交换树脂催化合成乙酸酯的方法逐渐受到研究者的关注。

该方法具有反应条件温和、反应速率快、催化剂易回收等优点，是一种有潜力的乙酸酯合成方法。

因此，开展强酸性离子交换树脂催化合成乙酸酯及其动力学研究，对于改善乙酸酯的合成方法具有重要的理论和实践意义。

二、研究内容和方法1. 研究内容本论文拟以强酸性离子交换树脂为催化剂，以醇酸为反应物，开展乙酸酯合成的实验研究。

具体包括以下几个方面：（1）确定最佳反应条件：通过对不同反应温度、醇酸摩尔比、催化剂用量等因素的影响进行研究，找到乙酸酯最佳的反应条件。

（2）催化剂的表征：使用催化剂在正己烷中进行表征，利用共振光电子能谱（XPS）技术、热重分析（TGA）技术等手段对其表征。

（3）乙酸酯的纯化与分离：选取最佳的分离纯化方法，将产物分离和纯化，考察影响分离纯化的因素。

（4）动力学研究：通过对反应速率、反应动力学参数进行测定和分析，建立乙酸酯合成反应的动力学模型，并对反应机理进行探究。

2. 研究方法（1）催化剂的制备：采用溶胶-凝胶法制备强酸性离子交换树脂。

（2）反应条件的确定：使用正交实验设计优化反应条件，选取最佳的反应条件进行反应。

（3）分离纯化方法的选择：研究不同分离纯化方法的优缺点，确定最佳的分离纯化方法，并考察影响其效果的因素。

（4）动力学研究的方法：使用差分扫描量热法（DSC）、紫外分光光度法等技术对反应过程的动力学参数进行测定和分析。

三、研究成果预期本论文将开展强酸性离子交换树脂催化合成乙酸酯及其动力学研究，预期可以得到以下成果：（1）确定乙酸酯最佳的反应条件，为其工业化生产提供依据。