酯化反应技术进展

微波技术应用于酯化反应的研究进展
许波
【期刊名称】《北京石油化工学院学报》
【年(卷),期】2005(013)004
【摘要】酯化反应的产物作为溶剂、增塑剂、香料、食品添加剂、乳化剂、分散剂、抗氧剂等而被广泛应用.传统加热条件下的酯化反应大多有反应时间长、产率低、副反应多、设备腐蚀严重、后处理困难等缺点,而微波辐射技术可使酯化反应快速、高效、安全.介绍了微波及其作用于有机化学反应的机理,综述了近年来微波辐射技术在酯化反应中应用的研究进展,指出微波辐射技术在酯化反应中应用的发展前景.
【总页数】5页(P35-39)
【作者】许波
【作者单位】北京石油化工学院化学工程系,北京,102617
【正文语种】中文
【中图分类】O621.392
【相关文献】
1.微波协同离子液体催化酯化反应研究进展 [J], 黎彧;王一波;郑水和;陈伟民;沈祝珊;陈广妍
2.微波技术应用于废弃物处理方面的研究进展 [J], 靳鹏;海国栋;王旭峰;张静;王向宇;
3.微波技术应用于非水相酶学催化的研究进展 [J], 姜丽艳;董洪举;杜映达;张爱军;
张艳;高贵;闫国栋
4.微波合成技术在酯化反应中的应用进展 [J], 袁洋
5.微波技术在酯化反应中的应用 [J], 喻莉;徐明波;杨水金
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2003 年第 5 期
杜迎春等: 固体酸催化剂上酯化反应研究进展
31
石及酯化物 系。所 使用的 沸石分 子筛有 HZSM- 5 及其改性沸 石[ 1- 7] 、磷 酸铝分子筛[ 8] 、硅酸铝分 子 筛[ 9] 、HY [ 1, 6, 18] 、H 型 丝光 沸 石[ 1, 6] 、 沸石[ 10- 14] 等, 涉及的反应物系有乙酸戊酯[ 2, 10- 11, 15] 、乙酸乙 酯[ 1, 5, 16] 、乙酸丁酯[ 3, 7] 、丙酸 丙酯[ 10] 、顺丁 烯二辛 酯[ 12] 、乙烯正戊酯[ 13] 、丙烯 酸高级醇酯[ 14] 和苯 甲 酸及苯乙酸酯等[ 17] 。
与辛醇的酯化, 反应物转化率可由原封闭物系的平 衡转化率 35% 增加至几乎完全反应。刘庆林等[ 26] 用 H3( PW12O40) / PV A 负载催化膜进行了合成乙酸 丁酯的研究, 90 下反应 8 h 转化率可达 96% 。
2 固体超强酸和固体杂多酸
固体超强酸因其具有强酸性和固体催化剂的特 点, 倍受人们重 视。采 用 SO24- / MxOy 型固体超 强 酸进行催化酯化反应有许多优点, 如制备方法简单、
消除历程, 遵从两种反应机理。 双分子反应历程。伯醇和仲醇的酸催化酯化多
为此历程。反应依照下述方式进行: 首先质子加成 到羧酸中羧基的氧原子上 ; 随后醇分子对羧基碳
原子发生亲核进攻 , 这一步是整个反应中速度最 慢的阶段; 最后酸的酰 氧键断开 。
O
+ HO
R C OH
R C OH
( 1)
+ OH
随着催化科学的发展及环境保护意识的日益增 强, 采用固体酸催化剂的工艺成为目前研究的热点。 此类工艺因催化剂与反应物处于不同相, 可回收并 重复使用, 且无设备腐蚀和环境污染问题, 因而被称 为清洁工艺。该工艺首先在石油炼制和石油化工领 域开发成功, 后被引入精细有机合成领域, 并从 20 世纪 90 年代以来取得较大进展。本文以固体酸催

松香催化酯化反应研究进展作者：刘凤枝来源：《中国化工贸易·中旬刊》2018年第11期摘要：松香是一种重要的化工原料，具有防潮、防腐、粘度、乳化、绝缘等优点。

我国有着丰富的松林。

松香的年生产量占世界市场的60%。

天然松香易氧化，软化点低，易与重金属盐发生反应。

因此，松香改性能优化松香的性能，拓展其在涂料、油墨、粘结剂、家具清漆等领域的应用。

关键词：松香；催化；酯化松香是一种天然的，可再生的，丰富的资源，在油墨、胶黏剂、化妆品等诸多领域都有较为广泛的应用。

树脂酸是松香的主要成分，约占90%，其分子式可以用C20H30O2表示，其结构特征为具有两个双键，一个羧基以及一个三环菲骨架。

松香的这些结构正是其能够广泛应用的关键所在。

在化石能源危机以及环境问题愈发重视的今天，关于松香的研究应用会吸引更多人的目光。

1 酯化反應从结构上看，松香具有羧基基团，属于一元羧酸。

与大多数一元羧酸一样，具备进行典型的羧基反应的能力。

经过酯化，松香酸值可以大幅度降低，同时稳定性增强，可以进一步反应，有利于其深层次的开发利用。

松香与一元醇、多元醇的酯化反应。

与石油树脂相比，松香酯的显著优势为“天然、无毒、多功能”，在很多领域都有应用。

一元醇酯化中，甲醇、乙醇研究较多；多元醇酯化种，乙二醇、丙三醇等较为常见。

探讨了松香丙三醇摩尔比，反应温度（240～280℃）两个条件对酯化反应的影响；用GPC分析测试代替工业上传统的测量酸值的方法；采用不同的动力学模型对实验数据进行拟合，得出最优动力学模型，进而利用选定的模型来模拟工业应用。

酯交换反应。

通常情况下是指酯与醇在一定条件下反应生成新的的酯与醇。

任云先使氢化松香与乙醇在DRC的催化作用下合成氢化松香乙酯，以自制的一种皂为乳化剂，无需溶剂，成功使氢化松香乙酯与蔗糖发生反应，得到产物氢化松香蔗糖酯，含量可高达97.98%，且具有良好的表面活性。

乙烯酯化。

20世纪50年代，首次使用自由基引发的方式，合成了分子量较小的聚合松香乙烯酯，但受条件所限，未能发挥其价值。

树脂类催化剂在酯化反应中的应用进展作者：甄美静来源：《中国化工贸易·中旬刊》2020年第01期摘要：近年來我国的树脂类催化剂在酯化反应中的应用发展较快，在绿色化学的进步和创新中发挥了重要作用。

根据当前离子树脂作为酯化催化剂的应用情况，分析凝胶型树脂以及大孔树脂、负载型树脂、全氟磺酸树脂催化剂在酯化反应中的应用进展进行分析和研究，以期为树脂类催化剂的科学应用和绿色化学的发展提供借鉴和参考。

关键词：树脂;催化剂;酯化反应;应用进展0 前言我国在现阶段社会经济高速发展以及各项建设活动日益频繁的背景下，引发了严重环境污染问题，因此绿色化学的出现引起了多方的关注。

相关化工企业在应用化学反应的同时对工艺设计、操作条件以及催化剂方面都充分的考虑了绿色发展的趋势和要求。

因此树脂类催化剂逐渐成为固体酸催化剂中的一种具有提高反应过程选择性和原子经济性、优化反应过程、简化处理流程作用的新型催化剂。

1 凝胶型树脂与大孔树脂催化剂在酯化反应中的应用进展离子交换树脂催化剂在酯化反应中具有良好的应用效果，尤其是凝胶型树脂以及大孔树脂已经广泛应用在各类的催化剂中。

其中凝胶型树脂是一类相对具有高分子凝胶的离子交换树脂，一般用于极性和水溶液反应中。

而大孔树脂则由于内部拥有毛细孔结构，是一类非均相凝胶结构树脂，所以利用其受溶剂影响较小的特点而被应用在很多的酯化反应中，主要包括直接酯化反应、烯酸酯化反应以及酯交换反应[1]。

1.1 直接酯化反应当前存在一种利用树脂作为催化剂来合成马来酸二乙酯的酯化反应流程，可以有效的催化马来酸酐和乙醇的双酯化反应，这一流程在很大程度上减少了废弃物的产生，解决了传统酯化方法中较为严重的污染问题。

在工业上被广泛推广应用，可以实现近99.8%的反应产率以及99%的选择性。

而且固定床催化剂在催化酯化乙酸与乙醇的酯化中，能够显示出相对较好的产率和选择性。

因此应用催化苯甲酸和乙醇所合成的苯甲酸乙酯在利用微波技术的条件下也可以得到较高的产率。

光热催化酯化反应一、引言酯化反应是一类重要的有机合成反应，广泛应用于化学、生物、医药等领域。

传统的酯化反应通常需要高温、高压和催化剂等条件，反应时间长且能耗高。

近年来，光热催化技术作为一种新兴的合成方法，以其高效、环保和节能等优势受到了广泛关注。

本文将详细探讨光热催化酯化反应的原理、应用及优化策略。

二、光热催化酯化反应的基本原理光热催化酯化反应是指在光热催化剂的作用下，利用光能产生的热能促使酯化反应进行。

光热催化剂能吸收光能并将其转化为热能，从而降低反应的活化能，提高反应速率。

同时，光热催化剂还具有催化作用，能够加速酯化反应的进行。

在光热催化酯化反应中，光热催化剂首先吸收光能，激发电子从价带跃迁至导带，形成电子-空穴对。

随后，电子和空穴分别参与氧化还原反应，产生活性物种。

这些活性物种与反应物发生相互作用，生成酯类产物。

同时，光热催化剂将吸收的光能转化为热能，为反应提供所需的能量。

三、光热催化酯化反应的应用1. 生物柴油合成：生物柴油是一种可再生的绿色能源，其主要成分为脂肪酸甲酯。

光热催化酯化反应可将脂肪酸与甲醇等醇类化合物高效转化为生物柴油，具有反应条件温和、产物纯度高、催化剂易回收等优点。

2. 香料和食品添加剂合成：酯类化合物是香料和食品添加剂的重要组成部分。

光热催化酯化反应可用于合成具有特定香气和味道的酯类香料和食品添加剂，提高产品的品质和市场竞争力。

3. 高分子材料合成：聚酯类高分子材料是一类重要的工业原料，广泛应用于塑料、纤维、涂料等领域。

光热催化酯化反应可实现聚酯类高分子材料的高效合成，为高分子材料的发展提供新的途径。

四、光热催化酯化反应优化策略1. 催化剂设计与改性：通过调控光热催化剂的组成、结构和形貌，提高其光吸收能力和催化活性。

同时，引入其他功能性组分或进行表面改性，进一步增强光热催化酯化反应的性能。

2. 反应条件优化：针对不同的反应体系，优化反应温度、压力、光照强度等条件，以实现高效、节能的光热催化酯化反应。

乙酸与甲醇酯化反应精馏技术的研究随着化工行业的不断发展，酯化反应作为一种重要的有机合成方法，被广泛应用于生产中。

乙酸与甲醇酯化反应是其中的一种重要酯化反应，其产物乙酸甲酯在工业上有着广泛的用途。

而精馏技术作为一种分离纯化混合物的重要方法，对乙酸与甲醇酯化反应产物的分离提纯具有重要意义。

乙酸与甲醇酯化反应精馏技术的研究对于提高产物纯度、减少能源消耗、提高工艺经济性具有重要意义。

一、乙酸与甲醇酯化反应的反应机理在乙酸与甲醇酯化反应中，乙酸和甲醇发生酯化反应，生成乙酸甲酯和水。

乙酸与甲醇在催化剂的作用下发生酯化反应，生成乙酸甲酯和水的过程遵循以下反应机理：CH3COOH + CH3OH → CH3COOCH3 + H2O乙酸与甲醇在催化剂的作用下发生酯化反应，生成乙酸甲酯和水。

二、乙酸与甲醇酯化反应产物的精馏技术1. 精馏工艺原理精馏是一种利用物质在沸点差异的基础上进行分离的方法。

对于乙酸与甲醇酯化反应产物的精馏，可以利用乙酸甲酯和水的沸点差异进行分离。

在反应产物中，乙酸甲酯的沸点为57℃，而水的沸点为100℃，因此可以利用这一差异进行精馏分离。

2. 精馏塔结构在乙酸与甲醇酯化反应产物的精馏过程中，精馏塔是起关键作用的设备。

精馏塔通常由进料口、塔板、回流器、冷凝器等部分组成。

其中，塔板是用来实现气液两相接触和传质的关键部件，其结构对于精馏效果具有重要影响。

三、乙酸与甲醇酯化反应精馏技术的关键问题1. 催化剂选择在乙酸与甲醇酯化反应中，催化剂的选择对反应速率和产物纯度有着重要影响。

常用的催化剂有硫酸、氢氧化钠、氢氧化钾等。

2. 反应条件控制反应温度、压力等条件的控制对于酯化反应的选择和产物纯度都有着重要影响。

适当的反应条件能够提高反应速率和产物纯度。

3. 精馏工艺优化精馏塔的结构设计和操作条件的优化对于乙酸与甲醇酯化反应产物的分离提纯具有重要影响。

合理的精馏工艺能够提高产物的纯度和提高工艺经济性。

四、乙酸与甲醇酯化反应精馏技术的发展趋势1. 新型催化剂的研究随着化工技术的不断发展，新型的高效催化剂的研究将会成为乙酸与甲醇酯化反应精馏技术研究的关键方向。

ＬＩＹｕｌ ， Ｗ ＡＮＧ —ｂ ， Ｙｉ ｏ ＺＨＥＮＧ Ｓｈｕ — ＣＨＥＮ ｅ — ｉ ， ｉ ｈｅ ， Ｗ ｉ ｍ ｎ ＳＨＥＮ Ｚｈｕ ｈａ ， —ｓ ｎ ＣＨＥＮ Ｇｕａ —ｙ ｎｇ ａｎ
（ ． ａ ｇ ｏ ｇＩ ｄ ｓｒ ｅｈ ｏｏ ｉ ｌ ｌ ｇ ， ａ ｇ ｈ ｕ５ ０ ０ ， ａ ｇ ｏ ｇ Ｃ ｉａ １ Ｇｕ ｎ ｄ ｎ ｕ ｔ Ｔ ｃ ｎ ｌｇｃ ｌ ｅ Ｇｕ ｎ ｚ ｏ １ ３ ０ Ｇｕ ｎ ｄ ｎ ， ｈｎ ； ｎ ｙ ａ Ｃｏ ｅ
Ａｂｓ ｒ ｃ ￣Ｅｓｅ ｉ ｃ ｔｏ ｓ ｏ ｅ ｏｆｔ ｓ ｍｐ ｒａ ｒ ａ ｉ ｅ ｃ ｉ ｎ ｎｄ ｗｉ ｅ ｙ ｕｓ ｄ ｉ ｄ ｃｎｅ， ｔａ ｔ ｔ ｒｆ ａ ｉ ｎ ｉ ｎ ｉ ｈｅ ｍｏ ｔｉ ｏ ｔｎｔｏ ｇ ｎ ｃ ｒ ａ ｔｏ ｓ ａ ｄ ｌ ｅ ｎ ｍｅ ｉ ｉ
剂和催 化剂 主要在 于 其酸性 和溶解 性 等可通 过改 变
酯 类化合物 是一类 重要精细化学 品 ， 广泛应 用于
药物 、 材料 、 品、 塑剂 、 食 增 溶剂 等业 。酯类合成通常采
用酸 与醇缩合酯化这 一反应途 径； 但合成 中往往需用
胺 、 酸和 Ｄ 硫 ＭＦ等挥发性 强、 毒性大 的有机 溶剂 和强 酸、 强碱 等 一次性 催 化剂 ， 易对 反应设 备产 生强 烈腐
方法合成酯类具有反应时间长、 产率低、 污染大、 副反应 多及后处理 困难等缺点； 微波协 同离子液
体催 化 合 成 酯类 反 应具 有 快速 、 高效 、 物 易分 离和安 全 等优 点。该 文 评 述微 波 协 同离子 液体 催 产
化 酯 化反 应研 究进展 ， 并展 望该 法在 酯类合 成 中发 展 前景 。
２ Ｓｃ ｏｌ ａ ｔｏｎａ ． ｈｏ Ｔｒ ｄｉ ｏｆ ｉ ｌＣｈｉ ｅ ｅＭ ｅ ｃｎｅ。 ｎ ｓ ｄｉｉ Ｇｕａ ｄｏｎ ｎｇ ｇ Ｐｈａ ｍ ａ ｅ ｉｃ ｌＵｎｉ ｅ ｓｔ ｒ ｃ ｕｔ ａ ｖ ｒ ｉｙ。

酯化反应技术进展羧酸酯是一种重要的有机化合物，不仅可作为有机合成原料，而且是重要的精细化工产品，广泛应用于香料、日化、食品、医药、橡胶、涂料等行业。

该产品传统的合成方法是以相应的羧酸和醇为原料，采用浓硫酸为催化剂来制取，该法副反应多、后处理工艺复杂、设备腐蚀严重、废酸排放污染环境。

近年来国内外学者对羧酸酯的合成尤为重视，在化学催化、物理催化、生物催化及反应工艺上都有所突破，使酯化产率大大提高，产品色泽大有改观。

1 化学催化技术酯化反应催化剂一直是化学家研究的重点。

近年来，先后有以硫酸为代表的一般强酸型催化剂，以盐酸盐、硫酸盐为代表的无机盐催化剂，以阳离子交换树脂、沸石分子筛为代表的固体酸催化剂，以钨、钼和硅的杂多酸为代表的固体杂多酸催化剂，负载型的固体超强酸催化剂，以及一些非酸催化剂如氧化铝、二氧化钛、氧化亚锡、钛酸酯类，它们可单独使用，也可制成复合催化剂。

这些催化剂的应用已基本趋于成熟，最近化学催化技术又有一些新的进展。

1.1 相转移催化酯化20世纪70-80年代，相转移催化技术已用于酯类合成。

由于相转移催化剂能穿越两相之间，从一相提取有机反应物进入另一相反应，因而可克服有机反应的界面接触、扩散等困难，使反应能在温和的条件下进行，显著加快了反应速度，提高了产率。

相转移催化反应可用下面通式表示：Q+RCOO-+R'OHDRCOOR'+Q+OH-(有机相)↑↓Q+RCOO-+H2O DRCOOH+Q+OH-(水相)各种非均相体系都可实现相转移催化反应，关键是寻找合适的催化剂。

对于酯化反应，催化剂应用最多的是季铵盐，其优点是制造方便、价格较低和应用面广。

王科军等人以季铵盐A-1为相转移催化剂，苯为溶剂，由正丁醇与正丁酸一步反应合成丁酸丁酯，在醇酸摩尔比1.3：1，催化剂质量分数(以反应物总质量计)4.0%，反应温度25-30℃，反应时间30min的优化反应条件下，酯收率可达94.1%。

Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｏｒ ａ ｉ ｅ ｔｒ ｒ ｍｐ ｒａ ｔ ｒ ｄ ｃｓａ ｄ ｉ ｔｒ ｄ ａ ｅ ｈ ｈ ｍ ｉａ ａ ｄ ｐ ａ ａ ｅ ｔ ａ ｉ ｄ ｓｒ ｓ Ｒｅ ｅ ｔ ， ｅ ｅｏ ｉ ｇ ｓｒ ｃ ： ｇ ｎ ｃ ｓｅ ｓａ ｅ ｉ ｏ ｔｎ ｏ ｕ ｔ ｎ ｅ ｍｅ ｉｔ ｓｉ ｔ ｅ ｃ ｅ ｃ ｌ ｎ ｈ ｒ ｃ ｕ ｉ ｌ ｎ ｕ ｔｉ ． ｃ ｎｌ ｄ ｖ ｌ ｐｎ ｐ ｎ ｎ ｍ ｃ ｅ ｙ
行 了展 望 。
［ 关键词］ 酯化；酯；酸催化 ； 酸性离子液体
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醇酸酯化反应催化剂研究进展一、本文概述醇酸酯化反应是一种重要的有机化学反应，广泛应用于化工、医药、农药、香料等领域。

催化剂在此类反应中扮演着至关重要的角色，能够有效提高反应速率，降低反应温度，减少副反应的发生，从而提高目标产物的产率和纯度。

因此，醇酸酯化反应催化剂的研究一直是化学领域的研究热点之一。

本文旨在综述近年来醇酸酯化反应催化剂的研究进展，包括催化剂的种类、性能、作用机理以及在实际应用中的效果等方面。

通过系统地梳理和分析相关文献，本文希望能够为醇酸酯化反应催化剂的研发和应用提供有益的参考和借鉴。

本文也期望能够激发更多研究者对该领域的兴趣，推动醇酸酯化反应催化剂技术的不断发展和创新。

二、醇酸酯化反应催化剂的种类与特点醇酸酯化反应作为有机合成中的重要反应类型，其催化剂的研究对于提高反应效率、降低能耗以及优化产物质量具有重要意义。

目前，醇酸酯化反应的催化剂主要包括无机酸、有机酸、金属氧化物和负载型催化剂等几大类。

无机酸类催化剂如硫酸、盐酸等，具有较高的催化活性，但存在腐蚀性强、污染环境等缺点。

有机酸类催化剂如甲酸、乙酸等，则相对温和，对设备腐蚀较小，但催化效率相对较低。

金属氧化物类催化剂如氧化铝、氧化锌等，具有较好的热稳定性和催化活性，但成本较高，且在某些情况下可能导致副反应的发生。

近年来，负载型催化剂因其结合了均相催化剂和多相催化剂的优点而受到广泛关注。

通过将活性组分负载在载体上，可以实现催化剂的高活性、高选择性以及良好的稳定性。

常见的载体包括硅胶、活性炭、氧化铝等，而活性组分则多为贵金属（如铂、钯、铑等）或非贵金属（如铜、镍、铁等）。

随着纳米技术的不断发展，纳米催化剂在醇酸酯化反应中也展现出独特的优势。

纳米催化剂具有高的比表面积和活性位点，可以显著提高催化活性和选择性。

纳米催化剂的制备方法多样，可以通过调控催化剂的形貌、结构以及组成来进一步优化其催化性能。

醇酸酯化反应催化剂的种类繁多，各具特点。

一
另外 ，采 用介孔 分 子筛 Ｓ Ｂ Ａ 一 １ ５ 物质 作 为反 应载 体 ，通过 浸 渍法 获得 进一 步 改 良后 的 Ｎ ｂ 。 Ｏ ／ Ｓ Ｂ Ａ 一 １ ５分 子 筛 ，将 其应 用 在 酯化 反 应 中进 步提 高 了酯化 率 。实 验表 明 ，改性 分 子筛 是一 种固 体 酸催化 剂 ，应 用在生 产油酸 甲酯 工艺 中能 获得 理想 的效果 。
Ｉ 惯 ２ ０ １ ３年 １ ２
Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｃ ｈ ｅ ｍ ｉ ｃ ａ ｌ Ｔ究开发
酯化反应催化剂的应用研究进展
邹家涛
（ 四川省 食品 药品学 校 ，四川峨 眉 山 ６１ ４ ２ ０ １ Ｊ
摘
要 ：本文主要 分析 了天 然基 负栽酸催 化剂 、无机 盐催化 剂、阳 离子 交换树脂催化 剂、固体催化剂以及杂 多酸催化剂在 酯化反 应过程 中的应
一
五 、酯化 反应 中固体超 强酸催化 剂 的应 用
该 类固体超 强酸 具有的酸 性强 度优于 浓度 为 １ ０ ０ ％的硫 酸 ，其 是一 类固体 酸物 质 。 固体 超 强酸 最大 的特 点就 是 极强 的酸 强度 ，其 能使 很 多酯化 反应 可 以在 比较 温和 的环 境下 反 应 。固体 超强 酸和 液体 超 强酸 物质对 比 ，其 具有 选择 性高 、容 易将 其 和反 应产 物分 离 以及可 重复 多 次使用 的特点 。另外 ，固体 超强 酸不会对 反应 设备造 成强 烈的腐 蚀性 。 在 正 丁醇 和 衣康 酸 发生 酯化 反 应 中 ，采 用 Ｌ ａ “ Ｓ Ｏ ｚ － ／ Ｔ ｉ Ｏ 固体 超 强 酸 作为催化 剂 ，实验 证实 在 ４ ５ ０ ℃的焙 烧温 度下 ，能获 得较 好的酯 化率 。 在 合 成 水 杨 酸 异 戊 酯 物 质 的 酯 化 反 应 中 ，采 用 Ｓ Ｏ ｚ 一 ／ Ｔ ｉ Ｏ 一 Ｍｏ Ｏ （ Ｎ ｄ ０ 、Ｆ ｅ ０ ） 复合 型固体 超强 酸作为 反应催化 剂 ，通 过扫描 电子 显微 镜 、热 分析 方法 以及 ｘ射 线粉 末衍 射等 多种 分析方 法 来帮 助 完成该 物 质 的结 构表 征 。实验 表 明酯 化反 应过 程 中催化 剂 反应 活性 和吸 附在 催 化 剂 表面 结 构 上 的 Ｓ Ｏ 一 有 关 ，反 应 过程 中浸渍 硫酸 物 质 的催化 剂 物 相 以及 其表面会 出现 改变 ，从而对 催化剂 活性产 生影 响作用 。 如 果 采 用 沉 淀浸 溃 方 法来 获得 Ｓ ０ ４ ￣ － ／ Ｚ ｒ Ｏ 一 Ｔ ｉ Ｏ 一 Ｆ ｅ Ｏ 。 固 体 超 强 酸 ，并 且将 这种 固体 超 强酸 催化 剂应 用在 醇酸 酯化 反应 中。观 察酯 化 反应发 现 ，在 Ｆ ｅ 、Ｔ ｉ 、ｚ ｒ 质 量 比为 ２ ： ３ ： １ 时 ，该 固体超 强酸 具有 的 催 化 活性 最佳 ，并 且 酯化 反应 获得 酯化 率 为 ９ ８ ． ４ ％。在 异 辛醇 和衣 康 酸 酯 化 反应 中 ，采 用 Ｓ ０ ４ ２ － ／ Ｔ ｉ Ｏ 一 Ｓ ｎ Ｏ ： 一 Ａ １ Ｏ 。 固 体超 强 酸物 质 作 为 酯 化 反 应 的催化 剂 ，通过 多 次实验 表 明该 酯化 反应 的最 佳条 件 为 ：酯 化 反 应 催化 剂使 用 量为 ４ ， ５ ％，酸物质 以及 醇 物质质 量 比为 １ ： ３ ，控制 反应 时间在 ２小时 。在此条 件下获 得酯化 率为 ９ ８ ． ８ ％。

XX学院本科学生毕业论文离子液体催化酯化反应的研究进展Research progress on esterification catalysedby ionic liquids系别化学与材料科学系专业应用化学届别2011学生姓名学号指导教师职称完成时间2011年5月摘要离子液体由于具有特殊的性质,包括低挥发性、大极性、良好的热稳定性及溶解性和酸碱性可调等特点, 引起了人们极大的兴趣，与传统有机溶剂反应相比,离子液体具有选择性好,后处理简单及回收后可多次重复使用等优点，作为反应介质或催化剂被广泛应用于有机合成中。

酯化反应是一类重要的有机反应,其催化技术也在不断发展。

本文简单介绍了离子液体的分类、合成及应用,综述了各类离子液体作为催化剂在酯化反应中的应用研究,并对其未来的发展进行了展望。

关键词：离子液体；酯化反应；催化剂AbstractIonic liquids (ILs) are applied to many organic reaction systems as “green solvent s” and catalysts due to their unique properties, including low volatility, high polarity, good thermal stability over a wide temperature range and selective dissolving capacity by a proper choice of cations or anions. Compared with traditional organic solvents, ionic liquids have great advantages to excellent selectivities, acceleration reaction rate in some cases, ease of work-up, as well as recycling use after simply recoveration. The esterification reaction widely used in organic synthesis and other fields, and its technology is also in the continuous development. The classification, synthesis, and applications research of the ionic liquids are introduced in brief, its applications in esterification as catalysts are summarized in this paper, and prospected its future development.Keywords: ionic liquid; esterification; catalysis目录1 引言-------------------------------------------------------------------------------------1 2酯化反应技术进展-------------------------------------------------------------------1 3 离子液体的分类与合成及其应用-------------------------------------------------2 3.1离子液体的种类------------------------------------------------------------------2 3.2离子液体的合成------------------------------------------------------------------2 3.2.1常规离子液体的制备方法---------------------------------------------------2 3.2.2功能化离子液体的制备方法------------------------------------------------3 3.3离子液体的应用------------------------------------------------------------------3 3.4离子液体催化酯化反应的研究------------------------------------------------4 3.4.1Lewis酸离子液体--------------------------------------------------------------4 3.4.2Brφnst ed酸型离子液体-------------------------------------------------------4 3.4.3碱性离子液体------------------------------------------------------------------6 3.4.4功能化离子液体---------------------------------------------------------------6 4结束语-------------------------------------------------------------------------------8参考文献----------------------------------------------------------------------------9离子液体催化酯化反应的研究进展陈硕（巢湖学院化学与材料科学系,安徽巢湖238000）1 引言离子液体是由特定阳离子和阴离子构成的在室温或近于室温下呈液态的物质，往往展现出独特的物理化学性质及特有的功能，是一类值得研究发展的新型“软”功能材料或介质。

甲酸甲酯合成技术新进展甲酸甲酯(MF)可经济有效地大规模生产,大吨位下游产品多,发展前景广阔,到目前为止,其合成工艺主要有5种：①甲醇、CO2和H2合成法；②甲酸酯化法；③甲醇羰基化法；④甲醇脱氢法；⑤合成气直接合成法。

方法①是C02化工研究的新成果,70年代以来随着环保要求的提高,为了消除CO2对大气的污染,这种方法在国外比较受关注。

但根据目前的研究资料,MF产率较低,而且因为CO2的性质非常稳定、不易活化,制备有效转化CO2的催化剂比较困难,还不能保证经济上的可行性,距工业化较远。

方法②由甲酸与甲醇通过酯化反应合成MF,工艺落后,消耗甲酸,设备腐蚀严重,生产成本为甲醇脱氢法的2倍,国外已淘汰,国内个别生产N、N一二甲基甲酰胺(DMF)的小厂仍在采用。

后3种方法国内近几年研究比较活跃,某些方面取得了一定进展,本文主要介绍这3种方法。

1 甲醇羰基化法80年代初,美国Leonard公司、SD-Bethle-hem公司、BASF公司等在开发MF接水解制甲酸工艺时,对甲醇羰基化制MF工艺进行了深入研究并开发成功工业化技术,在多个国家相继建成了2-5万t/a的工业化甲酸装置。

但该法存在两大缺点：①需要使用价格较高的无水甲醇；③必须使用浓度高于80%的昂贵的高浓度CO。

尽管如此,BASF公司研究认为,目前甲醇羰基化制MF直接水解制甲酸仍是甲酸的最佳生产工艺,产品成本仅为传统方法甲醇钠法的一半。

1982年以来,世界上新建的甲酸装置几乎全部采用这一工艺。

国内对甲醇羰基化制MF的基础研究和工业化装置的开发一直比较活跃。

目前国内采用这一工艺的大型工业化装置已有2套,山东肥城阿斯德化工有限公司2万t/a甲酸、3000 t/a MF装置,1996年建成投产,系引进国外技术,由山东肥城化肥厂与美国AAT公司合资兴建；济南石化二厂2万t/a甲酸装置,1997年建成投产,系采用国内技术。

在基础研究方面,中科院成都有机所进行了甲醇催化羰基化制MF流动系统连续化模型试验,采用无转动部件的连续管式反应器,考察了反应温度、压力、空速、进料比、催化剂浓度、甲醇种类等对甲醇液相羰基化的影响,研究了甲醇钠添加不同助催化剂时的催化作用。

2002 年, Co le 等 [ 23] 首 先 制 备 出 了 具 有 强 Br nsted酸性的磺酸基功能化的咪唑盐和季鏻盐离 子液体, 并考察了其在乙酸乙酯酯化反应中的催化 活性。研究发现离子液体中 水的含量影响 酯化产
率, 纯的无水离子液体催化酯化率反而不高, 而在离 子液 体重 复使 用第 3 次 时, 产率 最高 达 到 96% 。 G ui等 [ 29] 合成了一系列侧链带磺酸基的强 B r nsted 酸性咪唑盐、吡啶盐和季铵盐离子液体, 并应用于乙 醇和乙酸的酯化反应中。结果表明, 强 B r nsted酸 性离子液体与乙酸的摩 尔比为 1 5和反应温 度为 80 时, 乙酸转化率为 92 6% , 选择性为 100% 。离 子液体经除水后重复使用 5次, 催化活性略有下降。 此后, X ing等 [ 30] 以不同阴离子的磺酸基烷基吡啶盐 离子液体为催化剂, 研究了苯甲酸和乙醇的酯化反 应, 实验发现阴离 子的 B r nsted酸性 越强, 有 利于
离子液体在酯化反应中的应用已取得重要进展, 笔 者拟对近年来各类离子液体在酯化反应中的应用予 以介绍, 指出了目前离子液体催化过程中存在的问 题, 并给出了解决这些问题的方法和建议。
1 在酯化反应中的应用进展
1 1 氯铝酸系离子液体 D eng等 [ 12] 首先报道了使用吡啶氯铝酸类离子
液体作为催化剂催化乙酸和不同醇的酯化反应。该 工作详细研究了乙酸与苯甲醇、异丙醇、丁醇、异戊 醇以及甘油醇等的酯化反应, 实验发现当所用离子 液体中三氯化铝与吡啶盐的摩尔比小于 1时, 构成 一种有效的醇酸酯化催化剂, 离子液体催化酯化反 应温度较低, 乙酸转化率和选择性都优于浓硫酸催 化的结果, 又因产物酯与离子液体不相混溶, 形成液 -液两相, 因而目标产品较易分离, 离子液体也易回 收循环利用。该研究还表明, 反应过程中酸和醇的 加入次序对催化 剂体系有着显 著影响。若 先加入 酸, 离子液体很快会被破坏, 而先加入醇则可以保持 催化体系的稳定性。陈治明等 [ 13] 研究了以氯铝超 酸型离子液体催化合成乙酸乙酯的酯化反应。结果 表明, 该类型离子液体具有 良好的催化活性, 乙酸

微波催化位阻⼤的羟基和羧基酯化⼀、引⾔酯化反应是化学中⼀个重要的有机反应类型，尤其是在合成有机化合物和材料中有着⼴泛的应⽤。

传统的酯化反应通常需要酸催化剂和⾼温条件，然⽽，对于⼀些位阻⼤的羟基和羧基，常规的酯化⽅法往往难以实现。

近年来，随着微波催化的快速发展，利⽤微波技术进⾏位阻⼤的羟基和羧基酯化反应已经成为了研究的热点。

本⽂将对微波催化位阻⼤的羟基和羧基酯化的研究进展进⾏综述。

⼆、微波催化位阻⼤的羟基和羧基酯化的原理微波催化酯化反应的原理主要是利⽤微波产⽣的热量和特殊的电场分布来加速化学反应的进⾏。

微波可以迅速地将能量传递给反应物质，使反应混合物的温度升⾼，从⽽加速分⼦间的碰撞和反应。

对于位阻⼤的羟基和羧基酯化反应，微波催化能够有效地克服位阻效应，提⾼反应速率和产率。

三、微波催化位阻⼤的羟基和羧基酯化的研究进展⾃从微波催化技术被引⼊化学反应以来，⼤量的研究⼯作已经集中在微波催化位阻⼤的羟基和羧基酯化反应⽅⾯。

以下是⼀些代表性的研究进展：1.微波催化苯酚的酯化反应：苯酚是⼀种常⻅的具有⼤位阻的羟基化合物，其酯化反应⼀直是研究的难点。

通过微波催化技术，可以实现苯酚的⾼效酯化。

例如，使⽤硫酸氢盐作为催化剂，在微波条件下可以实现苯酚与脂肪酸的酯化反应，具有较⾼的产率。

2.微波催化醇酸的酯化反应：醇酸的酯化反应是合成酯类物质的重要⽅法之⼀。

通过微波催化，可以有效地提⾼醇酸酯化反应的速率和产率。

例如，使⽤硫酸或有机酸作为催化剂，在微波条件下可以实现各种醇酸的⾼效酯化。

3.微波催化⼤位阻羧基的酯化反应：⼤位阻羧基的酯化反应具有较⼤的挑战性。

通过微波催化技术，可以有效地实现⼤位阻羧基的酯化。

例如，将⼤位阻羧酸与醇在微波条件下进⾏酯化反应，可以得到较⾼的产率。

四、结论微波催化位阻⼤的羟基和羧基酯化已经成为了⼀个重要的研究⽅向。

通过微波催化的⽅式，可以有效地提⾼位阻⼤的羟基和羧基酯化反应的速率和产率。

这为合成有机化合物和材料提供了⼀种新的、⾼效的⽅法。

微反应器，即微通道反应器，利用精密加工技术制造的特征尺寸在10到300微米（或者1000微米）之间的微型反应器，微反应器的“微”表示工艺流体的通道在微米级别，而不是指微反应设备的外形尺寸小或产品的产量小。

微反应器中可以包含有成百万上千万的微型通道，因此也实现很高的产量。

下面就对微化工技术的应用进行举例说明1、硝化反应由于硝化是易爆和放热的反应，其传质传热过程就成为硝化反应的主要控制参数，因而很适合在微反应器中进行。

前期的研究主要集中在萘、甲苯q及苯和苯的衍生物的硝化反应。

Antes等_l用NO 为硝化剂，研究了萘在微反应器中的硝化反应。

在常规反应器中，硝化反应需要维持低温；而在微反应器中温度可高达5O℃，NO浓度可过量8倍。

Bums和aalTlshaw研究了不同黏度(2—20cm／s)和温度(60和90℃)下苯的硝化反应。

研究表明，随H：sO浓度增大，反应速率可明显提高，副产物二硝基苯的含量也明显降低。

在甲苯的硝化中，产物中二硝基甲苯的含量提高很大。

当HsO浓度为80％时，二硝基甲苯的转化率随酸／有机相体积比升高而增大。

在相同反应速率下，微反应器中副产物含量比现有工业设备中降低很多。

由于Ⅳ，Ⅳ．二烷基尿素的硝化产物被广泛用作增塑剂，Antes等¨研究了它在微通道反应器中的硝化，结果发现，单硝基尿素衍生物产率可高达100％。

Knapkiewicz等研究了2一异丙氧基苯甲醛在硅玻璃微反应器中的硝化反应，2一异丙氧基_5一硝基苯甲醛的产率从常规反应器中的38％提高到87％，产量达到13g／h。

Chen等在微反应器中一步法合成了地乐酚除草剂，与常规两步法操作相比，反应过程中省去了分离中间的操作，同时减少了溶剂的使用。

在数秒的停留时间下，N一(1．乙基丙基)-3，4一二甲基-2，6．二硝基苯胺的转化率可达100％，选择性可达97％。

2、酯化反应生物柴油为混合脂肪酸的甲酯，在常规反应器中由脂肪酸甘油酯和甲醇经酯交换生成。

3、微波技术与其他技术的结合：将微波技术与生物技术、纳米技术等其他 先进技术相结合，为药物合成提供更多创新手段。
4、理论研究与实际应用相结合：加强理论研究，完善微波技术在药物合成 中的理论基础，同时注重实际应用，不断推动微波技术在制药领域的发展。
2、近年来的研究进展
近年来，随着绿色化学的发展，对于环境友好型催化剂的研究越来越受到。 其中，生物质能成为研究热点之一。生物质能是一种可再生的绿色能源，通过将 其转化为化学品或燃料可以实现碳的封闭循环。酯化反应是一种有效的生物质能 转化途径，而新型生物质能酯化反应催化剂的研究也取得了重要的进展。例如， 研究者们通过在分子筛中引入杂原子或金属元素，制备出具有优异催化性能的生 物质能酯化反应催化剂。
通过对比实验结果，分析各因素对酯化反应的影响；最后，对实验数据进行 处理和分析，得出结论并提出未来研究方向。
结果与讨论：微波技术应用于酯化反应具有显著的优势和特点。首先，微波 加热速度快，可显著缩短反应时间；其次，微波的均匀加热特性有利于提高产品 的质量和收率；此外，微波技术节能环保，可降低能耗和副产物排放。然而，微 波技术在酯化反应中也存在一些不足之处，如对微波功率和温度的控制要求较高， 不适用于大规模生产等。
பைடு நூலகம் 背景
酯化反应的基本原理是在催化剂的作用下，醇和羧酸反应生成酯和水。固体 酸催化剂具有酸性位点，能够促进酯化反应的进行。与液体酸催化剂相比，固体 酸催化剂具有更高的活性和选择性，同时避免了设备腐蚀和废液处理等问题。影 响酯化反应的因素包括催化剂的种类、反应温度、压力、溶剂和原料浓度等。
研究现状
近年来，固体酸催化剂在酯化反应领域取得了显著的研究成果。研究人员对 固体酸催化剂进行了各种改性，以增加其活性和选择性。例如，通过调节固体酸 催化剂的酸性位点数量和强度，可以优化酯化反应速率和选择性。此外，研究人 员还研究了不同类型和结构的固体酸催化剂，如蒙脱土、分子筛、金属氧化物等 在酯化反应中的应用。