柠檬酸三丁酯
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柠檬酸三丁酯的催化合成研究柠檬酸三丁酯是一种常见的有机酯类化合物,广泛应用于食品、药品、塑料、涂料等领域。
其催化合成方法是一项重要的研究课题。
本文将从反应机理、催化剂、反应条件等方面对柠檬酸三丁酯的催化合成进行探讨。
一、反应机理柠檬酸三丁酯的催化合成是一种酯化反应。
反应物包括柠檬酸、丁醇和催化剂,反应产物为柠檬酸三丁酯和水。
反应机理如下:首先,柠檬酸和丁醇发生酯化反应,生成柠檬酸丁酯和水。
然后,柠檬酸丁酯与丁醇再次发生酯化反应,生成柠檬酸三丁酯和水。
整个反应过程中需要催化剂的存在,催化剂能够促进反应的进行,降低反应能垒。
二、催化剂催化剂是柠檬酸三丁酯催化合成的关键因素之一。
常用的催化剂有硫酸、氯化亚砜、三氯化铝、氧化铝等。
其中,氧化铝催化剂具有较高的催化活性和选择性,且易于制备和回收利用。
氧化铝催化剂的催化机理是通过吸附反应物分子,使其形成键合状态,从而促进反应的进行。
三、反应条件反应条件对柠檬酸三丁酯催化合成的影响较大。
常见的反应条件包括反应温度、反应时间、反应物比例、催化剂用量等。
一般来说,反应温度在100℃左右,反应时间为2-4小时,反应物比例为柠檬酸:丁醇为1:3,催化剂用量为柠檬酸质量的2%-5%。
在这些条件下,柠檬酸三丁酯的产率可达80%以上。
四、催化合成的优点相比于传统的酯化反应方法,催化合成具有以下几个优点:1. 反应速度快,反应时间短。
2. 催化剂用量少,反应产物易于分离和纯化。
3. 反应条件温和,对环境友好。
4. 反应产物的选择性高,催化剂的选择性也较好。
五、总结柠檬酸三丁酯的催化合成是一项重要的研究课题,其反应机理、催化剂、反应条件等方面都需要深入探讨。
通过合理的催化剂选择和反应条件控制,可以实现高产率、高选择性的柠檬酸三丁酯催化合成。
催化合成方法具有反应速度快、催化剂用量少、反应条件温和等优点,是一种值得推广和应用的方法。
柠檬酸三丁酯蒸汽压柠檬酸三丁酯是一种常用的化学化合物,它有着广泛的应用和重要的工业价值。
本文将围绕柠檬酸三丁酯的蒸汽压展开讨论,为读者带来全面的了解和指导意义。
首先,我们来了解一下柠檬酸三丁酯的蒸汽压是什么。
蒸汽压是指在一定温度下,某种液体在其上方形成平衡时所达到的饱和蒸气压力。
对于柠檬酸三丁酯来说,蒸汽压的大小与温度有着密切的关系。
一般情况下,在温度上升的过程中,柠檬酸三丁酯的蒸汽压也会逐渐增加。
接下来,我们来探讨一下柠檬酸三丁酯蒸汽压的实际应用。
由于柠檬酸三丁酯具有较低的沸点和较高的蒸汽压,常被用作溶剂、润滑剂和增塑剂等。
例如,在化妆品和个人护理产品中,柠檬酸三丁酯常用作增塑剂,可以提升产品的延展性和质感。
同时,柠檬酸三丁酯蒸汽压的小巧便于其蒸发,使得产品的使用更为方便。
此外,柠檬酸三丁酯的蒸汽压还与环境及人体健康密切相关。
根据实验研究,柠檬酸三丁酯的蒸汽压较低,因此在常温下很难迅速挥发散去。
这也意味着在柠檬酸三丁酯的使用过程中,应特别注意通风和防护措施,以避免对人体健康造成潜在的危害。
最后,我们来谈一谈如何合理使用柠檬酸三丁酯。
在使用柠檬酸三丁酯时,应首先了解其物理化学性质和蒸汽压的相关知识。
合理掌握温度和压力等因素对蒸汽压的影响,并根据实际需要采取适当的防护措施。
此外,还应遵循相关法律法规,如储存和运输方面的安全规定,确保柠檬酸三丁酯的正确使用和管理。
综上所述,柠檬酸三丁酯的蒸汽压是衡量其性质和应用的重要参数。
了解其蒸汽压的特点和应用,有助于我们在实际工作和生活中合理使用柠檬酸三丁酯,充分发挥其作用,同时保障环境和人体健康的安全。
希望通过本文的介绍,读者对柠檬酸三丁酯的蒸汽压有了更加全面的了解和理解。
柠檬酸三丁酯合成工艺的评述苏晓怡(高分子专09-1班 05号)摘要:柠檬酸三丁酯(TBC)是一种新型无毒增塑剂,它具有相容性好、增塑效率高、无毒、挥发性小,耐寒性、抗霉性、耐光性、耐水性优良、可降解等特点,因此是一种最有发展前途的绿色、安全增塑剂。
本文介绍了柠檬酸三丁酯的生产合成工艺及发展前景。
关键词:柠檬酸三丁酯 TBC 增塑剂柠檬酸生产合成工艺应用1.概况柠檬酸三丁酯其系统名为:2-羟基-1,2,3-三正丁氧羰基丙烷,英文名称为Tributyl Citrate,简称为TBC,分子式为C18H32O7。
结构式为:分子量为 360.44,沸点170℃(133.3Pa),闪点(开杯)185℃。
该产品常温下为无色透明液体,折光率为 1.4428(20℃),不溶于水,是一种无毒增塑剂。
能与丙酮、四氯化碳、矿油、醋油、蓖麻油、亚麻油、醇及其它溶剂相溶;不溶于水、无毒无味、挥发性小;耐热、耐光、耐水,与乙烯基树脂相容性好,是增塑性能较好的增塑剂。
可用于聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯和各种纤维素树脂的增塑,具有相溶性好、增塑效率高、无毒、挥发性小等优点,而且经其增塑后,塑料低温挠曲性能好,在熔封时热稳定性好、不变色;其耐寒性、耐光性、耐水性优良,可用于食品包装材料和医疗卫生制品,并且在树脂中不滋长霉菌,有抗霉性;还可用作蛋白质类溶液的消泡剂;还可抗细菌及不滋长细菌,无刺激性,具有阻燃和可降解性。
因此,柠檬酸三丁酯稳定性好、经久耐用,是一种无毒无味的绿色环保塑料增塑剂。
另外,其酰化衍生物乙酰柠檬酸三丁酯除了具有TBC的优点外。
还可作为聚偏二氯乙烯的稳定剂、薄膜与金属粘合的改性剂等随着我国塑料工业的迅速发展,聚氯乙烯(PVC)作为塑料工业的主要产品之一,其应用领域越来越广泛。
聚氯乙烯,尤其是软制品,在加工过程中需要使用大量的增塑剂,目前使用的增塑剂主要是邻苯二甲酸酯类产品。
但是由于存在潜在的致癌性,国外已经严格控制其使用。
柠檬酸三丁酯合成中的催化剂研究柠檬酸三丁酯(Triacetin,C9H18O6)是一种双醇化合物,它被广泛用于食品添加剂、药用润滑剂、香精香料和非活性洗涤剂中。
它的合成通常需要柠檬酸与三丁醇在溶剂环境下发生反应,这是一种针对特定应用的反应过程。
由于柠檬酸三丁酯是一种涉及多个步骤的合成物,其合成过程中可能需要使用催化剂。
实验室研究表明,柠檬酸三丁酯合成反应的最佳催化剂是由氢氧化钾制成的钾催化剂,它可以显著提高反应的速度。
通常,反应需要柠檬酸经过4小时才能完成,而加入钾催化剂之后,反应可以在2小时内完成,其水溶液酸度也显著提高。
此外,在反应过程中,也可以使用其他类型的催化剂,如磷酸钾、氯化钠和亚硫酸钠。
在实验室测试中,这些催化剂可以提高反应的速率,但最终的完成时间并不能与使用钾催化剂相比。
这可能是由于这些催化剂的结构不能提供和磷酸钾、氯化钠和亚硫酸钠相同的可活性位点,从而导致反应的效率大大降低。
为了更好地理解柠檬酸三丁酯合成中催化剂的作用,我们进行了X射线衍射(XRD)分析。
结果表明,催化剂可以促进柠檬酸和三丁醇之间的反应,从而产生有机化合物。
我们还知道,催化剂可以改变柠檬酸三丁酯的形成结构,使其形式更加稳定。
这些结构的相关性一直是人们无法解释的重要因素,我们的研究也可以为此问题提供一些有价值的信息。
另外,我们还研究了催化剂在柠檬酸三丁酯合成中的其他作用,如活性位点、反应条件等。
实验室研究表明,催化剂可以改变柠檬酸三丁酯合成中物质的活性位点,这使得反应条件变得更加有利。
例如,在控制反应条件的情况下,使用催化剂可以在较高的温度和压力下完成反应,从而大大缩短反应的时间。
在反应过程中,催化剂还可以分解C-C键或其他有机物,这有助于合成柠檬酸三丁酯。
综上所述,催化剂在柠檬酸三丁酯的合成过程中起着不可或缺的作用。
实验室研究表明,在柠檬酸三丁酯合成中,钾催化剂是最有效的催化剂,可以显著提高反应速度,使反应简洁可控。
增塑剂柠檬酸三丁酯的生产工艺1.引言1.1 概述概述增塑剂是一种在工业生产中被广泛使用的化学物质,其作用是在塑料制品中增加柔软度、可塑性和延展性。
柠檬酸三丁酯是一种常见的增塑剂,被广泛应用于各个领域,如塑料制品、橡胶制品、涂料和油墨等。
本文将介绍柠檬酸三丁酯的生产工艺,包括其定义和作用,以及特性和应用。
我们将探讨生产柠檬酸三丁酯的工艺流程,并讨论工艺的优化和改进方法,以提高其生产效率和质量。
通过本文的阅读,读者将能够全面了解柠檬酸三丁酯的生产工艺,并获得关于该工艺的实用信息。
这对于从事增塑剂生产、研发和应用的相关人员具有重要意义。
同时,本文也为进一步研究和开发新的增塑剂提供了参考和借鉴。
1.2文章结构文章结构的主要目的是为读者提供一个清晰的框架,以帮助他们更好地理解和阅读文章。
为了实现这一目的,本文将分为以下几个部分:第一部分是引言部分,该部分主要包括对文章的背景和目的进行介绍。
在本文中,我们将讨论增塑剂柠檬酸三丁酯的生产工艺。
首先,我们将概述增塑剂的定义和作用,并介绍柠檬酸三丁酯的特性和应用。
然后,我们将说明本文的结构和目的。
第二部分是正文部分,该部分主要介绍增塑剂柠檬酸三丁酯的特性和应用。
我们将详细描述柠檬酸三丁酯的化学结构和性质,并重点介绍它在塑料工业中的应用。
通过对柠檬酸三丁酯特性和应用的分析,我们将深入探讨该增塑剂在塑料制品中的优势和潜在的挑战。
第三部分是结论部分,该部分主要包括对柠檬酸三丁酯生产工艺的工艺流程进行介绍,并探讨如何优化和改进生产工艺。
我们将详细描述柠檬酸三丁酯的生产过程,并提出一些可行的改进措施,以提高生产效率和质量。
通过对生产工艺的分析和改进,我们希望能够为相关行业的生产者和研究者提供有益的参考和指导。
通过以上几个部分的编写,本文将全面阐述增塑剂柠檬酸三丁酯的生产工艺,并提供对应的理论依据和实践经验。
希望本文能够为读者加深对该增塑剂的了解,并为相关领域的研究和生产工作提供有价值的参考。
无毒增塑剂柠檬酸三丁酯的绿色催化合成探讨柠檬酸三丁酯自身无毒性,加上各项性能优良,是当前应用广泛的增塑剂,也是无毒增塑剂柠檬酸三丁酯的重要原料。
当前有西方国家将柠檬酸三丁酯增塑剂应用在食品包装和儿童塑料玩具领域,用来取代传统的增塑剂。
标签:无毒增塑剂;柠檬酸三丁酯;绿色催化在过去传统塑料助剂中大多都是采用邻苯二甲酸酯作为各类包装的基本材料,随着新时期科学技术的快速发展,研究发现临本二甲酸酯类具有致癌性质,以此类物质制成玩具对幼儿身体将会造成较大威胁。
当前柠檬酸三丁酯是国家公认的安全增塑剂,自身没有毒性,能够广泛应用在各类包装以及塑料制品中,所以当前加强无毒增塑剂柠檬酸三丁酯的绿色催化合成具有重要作用。
柠檬酸三丁酯的合成有赖于催化剂,传统合成工艺都是采用浓硫酸,但是硫酸自身属于强质子酸,此类催化剂自身具有较多缺点,对于环境污染性较大。
所以当前需要对绿色催化技术进行探析,提高无毒增塑剂柠檬酸三丁酯合成的质量。
1 硫酸催化合成柠檬酸三丁酯对于领苯二甲酸酯类增塑剂等有致癌性质的增塑剂,我国也提出了明确的限制条文。
当前柠檬酸三丁酯具有广阔的的工业应用价值,能够作为“绿色”化的增塑剂,是当前塑料工业制品的主要发展方向,具有良好的市场经济价值。
1.1 甲苯磺酸催化合成柠檬酸三丁酯甲苯硫酸从研究中可以是一种酸性较强的有机酸,但是自身腐蚀性以及污染系数与硫酸相比较低,不容易与其他物质产生各个副反应。
生产出来的各个产品光泽度较好且实际售价较低,便于运输与使用,是当前工业生产中应用较广的催化剂。
当前可以通过甲苯磺酸催化合成柠檬酸三丁酯,其中需要对试验研究的优化条件进行控制。
根据我国相关学者的研究,目前酸醇摩尔比为 1 :6。
此外还能通过甲苯为基本带水剂,甲苯硫酸实际用量较低,大约在3%,减压蒸馏收集到178至180℃的馏分,酯的实际含量较高,可达到99%。
1.2 氨基硫酸催化合成柠檬酸三丁酯现阶段氨基硫酸在工业清洁剂中应用范围较广,实际獲取途径简单,加上各方面应用性能较为稳定,具有较低的腐蚀性,不能有效参与到有机反应体系中,能够进行反复性应用,是一种实际应用前景较为广阔的催化剂。
乙酰柠檬酸三丁酯是一种常用的食品添加剂,具有防腐和增香的作用。
然而,它的分解温度和沸点等物理性质对其在工业生产和食品加工中的应用起着至关重要的作用。
本文将对乙酰柠檬酸三丁酯的分解温度和沸点进行详细讨论。
一、乙酰柠檬酸三丁酯的概述乙酰柠檬酸三丁酯,化学式为C14H22O7,是一种无色或微黄色的油状液体,具有柠檬酸酯香气。
它主要用作食品添加剂,具有防腐和增香的作用,被广泛应用于食品加工和工业生产中。
二、乙酰柠檬酸三丁酯的分解温度乙酰柠檬酸三丁酯的分解温度是指在一定条件下,其分子结构发生变化从而导致其性质和结构发生改变的温度。
分解温度是反映物质稳定性和热稳定性的重要指标。
乙酰柠檬酸三丁酯的分解温度通常在180~200°C左右。
当温度超过其分解温度时,乙酰柠檬酸三丁酯会发生分解反应,产生不同的分解产物,从而影响其使用效果和品质稳定性。
在工业生产和食品加工过程中,需要控制加热温度,以避免乙酰柠檬酸三丁酯发生分解反应,从而保证产品的质量和安全性。
三、乙酰柠檬酸三丁酯的沸点乙酰柠檬酸三丁酯的沸点是指在大气压下,其液态物质在加热的作用下达到沸腾状态所需要的温度。
沸点是物质的一种特性,是反映物质挥发性和热稳定性的重要指标。
乙酰柠檬酸三丁酯的沸点约为295°C。
在工业生产和食品加工中,需要根据其沸点特性来控制加热温度和操作条件,从而保证其在生产过程中的有效使用和安全操作。
四、乙酰柠檬酸三丁酯的应用乙酰柠檬酸三丁酯作为一种重要的食品添加剂,在食品加工领域具有广泛的应用。
它可以用作食品的防腐剂和增香剂,不仅可以延长食品的货架期,还可以提高食品的口感和风味。
乙酰柠檬酸三丁酯还可以用于饮料、果酱、果冻、罐头、糖果、饼干等食品的加工中,起到保鲜和增香的作用。
在医药、化妆品和工业生产中,也有一定的应用价值。
五、总结乙酰柠檬酸三丁酯作为食品添加剂,在食品加工和工业生产中具有重要的应用价值,其分解温度和沸点等物理性质对其在生产过程中的稳定性和安全性起着至关重要的作用。
柠檬酸三丁酯合成中的催化剂研究柠檬酸三丁酯是一种重要的有机合成产物,由柠檬酸和三丁醇在高温,高速,高压等条件下通过酯化反应合成而成,有着广泛的应用领域,如涂料乳液、建材表面涂层、化妆品、防火涂料等,因此,它的合成是非常重要的,而催化剂是控制和引导这个反应过程的重要因素,因此,对催化剂的研究是调控和提高柠檬酸三丁酯合成效率和产率的重要条件之一。
对催化剂的研究分为学理性研究和应用性研究两个方面,学理性研究是指研究催化剂本身结构特征,分子间相互作用、活性位、活性原子等,以及催化剂在反应过程中可能发挥的作用机理,同时还要研究它们的加工方法和制备技术,以及合成的效率、稳定性和耐久性等。
应用性研究则是指在反应过程中,催化剂的加入量,温度和压力的变化如何影响反应的进程,以及如何改变催化剂的组成、形状、类型以及反应条件如温度、时间和压力等,以及如何有效控制反应条件来提高反应效率,同时要解决制备催化剂时能耗和环境污染的问题。
目前,主要用于柠檬酸三丁酯合成的催化剂有铁及其衍生物,磷酸酯类,以及铵类,木糖类,甲酸酯酸铜,五氧化二钒等,其中,铁及其衍生物是最常用的催化剂,可以有效降低反应温度,同时反应速率也很快,且获得的柠檬酸三丁酯的稳定性也很好。
磷酸酯类催化剂可以更有效地提高柠檬酸三丁酯的合成效率,同时,其加工成本也比较低廉。
铵类催化剂也可以有效地提高反应速率,但是,其加工成本相对较高,而且反应产物的稳定性也不太高,因此,一般不作为柠檬酸三丁酯的合成催化剂使用。
木糖类催化剂也可以用于柠檬酸三丁酯的合成,其反应速率可以提高50倍以上,而且在低温条件下,它也可以有效的合成柠檬酸三丁酯,同时,反应产物的稳定性也比较好,加工成本也比较低廉。
除了上述使用较多的催化剂之外,最近也发现了一种新型的催化剂甲酸酯酸铜,它具有低活性、稳定性高、加工成本低、反应效率高等优点,并且可以有效地用于柠檬酸三丁酯的合成中,同时,反应产物的稳定性也极高,综上所述,甲酸酯酸铜是一种非常有效的柠檬酸三丁酯合成催化剂。
柠檬酸酯增塑剂柠檬酸酯的两个主要品种柠檬酸三丁脂(TBC)、乙酰柠檬酸三丁酯(ATBC)已获得美国FDA批准作为安全、无毒增塑剂,我国也建议在包装材料中使用。
柠檬酸三丁脂(TBC)是由柠檬酸和正丁醇在催化剂的作用下酯化合成而得,乙酰柠檬酸三丁酯(ATBC)原料为醋酸、柠檬酸、正丁醇。
柠檬酸三丁酯(TBC)因具有相容性好、增塑效率高、无毒、不易挥发、耐候性强等特点而广受关注,成为首选替代邻苯二甲酸酯类的绿色环保产品。
它在寒冷地区使用仍保持有好的挠曲性,又耐光,耐水,耐热,熔封时热稳定性好而不变色,安全经久耐用,适用于食品、医药物品包装、血浆袋及一次性注射输液管等。
TBC对PVC、PP、纤维素树脂都可增塑,其相容性好;TBC与其他无毒增塑剂共用可提高制品硬度,尤其对软的纤维醚更为适用;TBC具无毒及抗菌作用,不滋生细菌,还具有阻燃性,所以它在乙烯基树脂中用量甚大;薄膜、饮料管、食品瓶密封圈、医疗机械、医院内围墙、家庭、饭店宾馆及公共场所等壁板、天花板,食堂灶间、卫生问等更需要此种灭菌阻燃增塑剂;交通工具含国防航空器、战船、战车的车箱内塑料制品也须用此增塑剂;TBC在玩具塑料中用量也非常大;具改善硝化纤维抗紫外能力,是多种香料的溶剂;可增强洗涤剂的去污能力;作化妆品的添加剂、乳化剂,对受伤皮肤可起治疗及营养作用,又可阻止紫外线对皮肤角质层的水分挥发,保护皮肤具滋润性及生理弹性;作润滑油及极压抗摩剂、聚氧乙烯树脂的平滑剂;烟丝中加TBC后可使香烟燃烧时生成的HCN毒气被TBC吸收,从而减少对吸烟者的毒害,TBC可使烟卷保持韧性而不被折断;作含蛋白质类液体的泡沫去除剂、鞋袜去臭剂、纸张加香助剂、橡胶工业加工防焦剂。
ATBC为无毒、无味主增塑剂,ATBC比TBC的毒性更小。
ATBC作为主增塑剂,具有溶解性强,耐油性、耐光性好,并有很好的抗霉性。
它与大多数纤维素、聚氯乙烯、聚醋酸乙烯酯等有良好的相容性,主要用作纤维素树脂和乙烯基树脂的增塑剂。
柠檬酸三丁酯
通常是由柠檬酸和正丁醇在催化剂作用下酯化而成,传统的催化剂是浓硫酸[1],虽然它价格低、催化活性高,但存在设备腐蚀严重、后处理工艺复杂、反应选择差、环境污染严重等弊端,因而寻求可替代浓硫酸的催化剂研究相当活跃,发现了很多催化效果较好的催化剂,下面就这方面的研究进行综合报道。
1硫酸氢钠催化合成柠檬酸三丁酯
一水合硫酸氢钠是强离子型化合物,经研究发现,它易溶于水,水溶液呈强酸性,但不溶于有机酸和醇反应体系,可作为酯化反应的催化剂,研究表明该催化剂具有催化活性高、稳定性好、收率高、易于分离、合成方法简便、无腐蚀、无污染等优点。
陈丹云[2]等用一水合硫酸氢钠催化合成柠檬酸三丁酯的优化条件:0.1mol柠檬酸,醇酸物质的量比4.5,催化剂用量3.5g,反应时间2h、收率大于95.6%。
邓斌[3]等用一水合硫酸氢钠催化合成柠檬酸三丁醋的优化条件:0.1mol柠檬酸,醇酸物质的量比4.2,催化剂用量1.5g,反应时间2.5h,柠檬酸的酯化率达98.47%。
王建平[4]用一水合硫酸氢钠催化合成柠檬酸三丁酯的优化条件是:醇酸物质的量比6.0~7.0,催化剂用量为酸、催化剂物质的量比1∶0.1,反应时间1.5h,转化率大于95%,产品纯度达99%。
2固体超强酸催化合成柠檬酸三丁酯
超强酸是酸强度比100%硫酸更强的酸。
研究表明用它作为酯化反应的催化剂具有选择性好,反应速度快,收率高,易分离,操作方便,催化剂稳定,能重复使用,不腐蚀设备,无污染,是一种具有发展前途的催化剂。
孙长勇[5]等用固体超强酸SO4-2/TiO2催化合成柠檬酸三丁酯的优化条件:酸醇比为1∶4,反应时间为3.5h,催化剂用量为总投入量的1.5%,酯产率达90%以上。
熊国宜[6]等利用固体超强酸ZrO2/SO4-2催化合成柠檬酸三丁酯的优化条件:ZrO2/SO4-2用量为0.6%酸醇物质的量比1∶3.6,回流分水2h,蒸完后经中和,得产品,酯化率96.14%,催化剂重复使用价值若干次后,其酯化率仍达96%。
何节玉[7]等用固体超强酸TiSO4/TiO2催化合成柠檬酸三丁酯研究表明该催化剂活性高、选择性好、易分离、反应时间短、收率高。
其优化条件:柠檬酸0.1mol,正丁醇0.39mol,TiSO4负载量10%,催化剂用量1.2g,反应温度145℃,反应时间2.5h,柠檬酸的酯化率为96.5%,产品收率为99%。
孟宪昌[8]等用自制的纳米固体超强酸SO42-/Fe2O3(粒径1~100μm)催化合成柠檬酸三丁酯,考察了该催化剂在TBC合成中的催化活性,并与SO42 /TiO2,、SO2 4/ZrO2、SO2-4/Fe2O3进行了比较,实验结果表明纳米固体超强酸SO2-4/Fe2O3的催化能力比上述催化剂都强,特别是比非纳米SO2 4/Fe2O3要强得多。
其优化条件是柠檬酸∶正丁醇=0.1∶0.45(物质的量比)催化剂用量1.59g,(柠檬酸为0.1mol),反应时间为2h,酯化率可达99.1%且催化剂重复使用性好,重复使用4次后酯化率仍达99.3%。
3对甲苯磺酸催化合成柠檬酸三丁酯
对甲苯磺酸是一种强有机酸,用它代替浓硫酸作为酯化反应的催化剂对设备的腐蚀和三废污染要比硫酸小得多,活性高、选择性好、价廉易得、用量少、产品色泽好,是一种适合工业生产的催化剂。
谢文磊[9]等用对甲苯磺酸催化剂合成柠檬酸三丁酯的优化条件:催化剂用量0.7%,酸醇物质的量比15 5,100~160℃回流分水3h,产品收率95.5%。
沙耀武[10]等在微波辐射下用对甲苯磺酸催化剂成功合成了柠檬酸三丁酯,其优化条件:柠檬酸5.0g,对甲苯磺酸0.3g,正丁醇20mL,微波功率中高,辐射30min,酯化率91.2%,该条件下的反应速度是常规加热法反应速度的6倍。
4无机盐酸盐催化合成柠檬酸三丁酯
李绣瑜[11]用氯化铁催化合成柠檬酸三丁酯的优化条件:醇酸物质的量比4∶1,催化剂量4%,反应时间2.0~2.5h,转化率大于95%,产品纯度达99%。
为了解决氯化铁易潮解难保存的问题,訾俊峰[12]等用活性碳固载氯化铁催化合成柠檬酸三丁酯,其优化条件:柠檬酸0.1mol,正丁醇0.5mol,催化剂用量4g,在回流温度控制反应时间2.0h,柠檬酸的酯化率为95.7%。
黄志伟[13]等用四氯化锡催化合成柠檬酸三丁酯的优化条件:醇酸物质的量比4∶1,在柠檬酸0.2mol的情况下,催化剂用量为反应物质量的
2.5%,带水剂甲苯15mL,反应时间80min,反应温度为108~l48℃.酸的转化率大于96.23%。
张复兴[14]用固体酸SnCl4·5H2O/C催化合成柠檬酸三丁酯的优化条件:柠檬酸0.1mol;0.45mol正丁醇,催化剂用量
3.0g,回流分水3h,酯化率达99 2%,该催化剂重复使用6次,其酯化率仍达91%以上。
刘桂华[15]等用混合氯化稀土催化合成柠檬酸三丁酯,其优化条件:催化剂用量为0.6%,酸醇物质的量比为1∶13,反应温度117℃,回流分水2h,转化率达90%以上。
研究表明该催化剂催化活性高,反应速度快,转化率高,无设备腐蚀和环境污染,催化剂可通过抽滤分离,循环使用。
5杂多酸催化合成柠檬酸三丁酯
杂多酸是多元质子强酸,其酸性越强,越有利于盐的形成,为其他亲核基团的进攻提供了更有利的条件,从而加快酯化反应速度.它具有不挥发、热稳定性好、污染小并能减轻对设备的腐蚀,是比较理想的酯化反应催化剂.刘春淘[16]等用自制的磷钨酸催化合成柠檬酸三丁酯,其优化条件:催化剂磷钨酸0.2g,酸醇物质的量比1∶3.4,反应时间3h,反应温度145~150℃,酯化率可达97.04%。
吴茂祥[17]等用自制的硅钨酸催化合成柠檬酸三丁酯,其优化条件:催化剂硅钨酸0.3g,21g(0.1mol)一水柠檬酸,55mL,正丁醇,反应时间2.5h,酯化率可达98.3%。
左阳芳[18]用Al2O3微球负载磷钼酸催化合成柠檬酸三丁酯,其优化条件为:催化剂0.8%,酸醇物质的量比1∶4.5,反应时间3.5h,反应温度110~160℃,酯化率可达93.1%.催化剂重复使用5次,活性没有下降。
6复配非酸催化剂催化合成柠檬酸三丁酯
李家贵[19]等用复配非酸催化剂Ce(SO4)2·4H2O0.8g+K2S2O80.2g+新结而灭催化合成柠檬酸三丁酯。
其优化条件:Ce(SO4)2·4H2O0.8g+K2S2O80.2g+新结而灭1mL,柠檬酸与正丁醇的物质的量比为1∶4反应时间为1.5h,带水剂苯8mL,酯产率达50%以上。
研究表明该催化剂催化活性高,反应时间短、产率高、无设备腐蚀和环境污染,是大有发展前景的催化剂。
7氨基磺酸催化合成柠檬酸三丁酯
邓旭东[20]等以氨基磺酸作催化剂合成柠檬酸三丁酯,其优化条件:柠檬酸0.2mol,正丁醇0.8mol,1.5g氨基磺酸,在110~160℃回流分水2h,柠檬酸酯化率达98.2%,且催化剂连续使用6次以上,每次酯化率均在98%以上。
8壳聚糖硫酸盐催化合成柠檬酸三丁酯
蒋挺大[21]等用水溶性高分子壳聚糖作为硫酸的载体制成壳聚糖硫酸盐催化合成柠檬酸三丁酯其优化条件:0.1mol柠檬酸,50mL正丁醇,催化剂用量4.5g,回流分水8h,酸化率达97.2%,该催化剂重复使用5次,其酯化率基本保持不变。
缺点是催化剂用量大,回流时间长。
9结语
开发柠檬酸三丁酯合成新工艺的核心在于寻找一种催化活性高、腐蚀性小、易于分离、重复使用性好、成本低的催化剂。
从上面介绍用各种不同催化剂催化合成柠檬酸三丁酯的方法来看,不少催化剂价廉易得,对环境污染小,反应选择高,重复使用性也好.只要经过深入进行试验与筛选,一定会找到有实用价值的生产工艺,促进柠檬酸三丁酯合成事业的进一步发展。
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