离子液体及其催化合成乙酸乙酯研究进展
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第50卷第4期辽 宁化工V〇1.50,No. 4 2021 年 4 月Liaoning Chemical Industry_________________________________A p ril,2021离子液体分离乙酸乙酯-乙醇共沸体系研究进展何鑫,张强,范雪萤,王丽达,李文秀(沈阳化工大学辽宁省化工分离技术重点实验室,辽宁沈阳丨10142)摘要:乙酸乙酯(E A)是一种用途广泛且需求量较大的精细化T产品=在乙酸乙酯的生产中存在大量乙酸乙酯与乙醇的混合物,乙酸乙酯与乙醇两者易形成共沸物,普通的精馏方法无法有效分离两种物质离子液体因其良好的物理、化学性质和对环境友好,结构可灵活调节,在化工萃取分离方面有良好的表现。
对离子液体分离乙酸乙酯混合物研究进展进行介绍,总结了单一离子液体、混合离子液体对共沸物系的分离效果,并对离子液体分离共沸物的机理进行研究关键词:共沸物分离;离子液体;萃取中图分类号:TQ028.3‘I文献标识码:A文章编号:1004-0935(2021 ) 04-0489-041简介1.1乙酸乙酯(E A)-乙醇纯净乙酸乙酯是用途最广的脂肪酸酯之一,具 有良好的溶解性是常用的工业溶剂和有机化工原 料,被大量用于工业产品的合成中;因其无毒的特 性也常被用于提取香料和药品。
E A的快干性,常 被添加在油漆和涂料中。
特殊的酯香味也会应用在 食品里。
随着我国实体经济的高速发展,E A成为 高消耗品,我国对E A的需求量几乎占到全世界需 求量的一半。
目前E A工业生产主要的方法有四种,分别是乙酸酯化法、乙酸/乙烯加成法、乙醛缩合法 和乙醇脱氢法。
世界各国工业发展和自然资源情况 不同选择生产工艺也不同,美国以直接酯化法为主,日本和欧洲则以乙醛缩合法为主。
从产能上看,国内外市场主要供应来自直接酯化法,大约占67.5%,我国当前主要也是采用该工艺。
在生产中为使价格 相对较高的乙酸达到最优转化率,常会加入过量的 乙醇,粗产品中主要是乙醇与E A的混合物。
2015年7月第23卷第7期 工业催化INDUSTRIALCATALYSIS July2015Vol.23 No.7精细化工与催化收稿日期:2015-02-12;修回日期:2015-07-01 基金项目:广东省大学生创新创业训练计划资助项目(20121165612042);广东石油化工学院大学生创新创业训练计划资助项目(234122)作者简介:黄 敏,1966年生,女,硕士,教授,主要从事精细有机合成科研工作。
通讯联系人:黄 敏。
离子液体[hnmp]HSO4催化合成月桂酸乙酯黄 敏 ,孙宇宁,余 梅,黄艳仙(广东石油化工学院化学工程学院,广东茂名525000)摘 要:以离子液体[hnmp]HSO4为催化剂,4A分子筛为脱水剂,无水乙醇为带水剂,月桂酸和无水乙醇为原料合成香料月桂酸乙酯,采用FT-IR和GC-MS等对产物结构进行表征。
在单因素实验基础上,通过正交实验对月桂酸乙酯合成工艺进行优化,得到最佳工艺条件:月桂酸与无水乙醇物质的量比为0.04∶0.60,离子液体用量1.50g,反应温度85℃,反应时间10h。
此工艺条件下,月桂酸乙酯产率达92.38%。
离子液体对于合成月桂酸乙酯具有良好的催化性能,重复使用4次,仍有较好的催化活性。
关键词:精细化学工程;月桂酸乙酯;离子液体;酯化doi:10.3969/j.issn.1008 1143.2015.07.015中图分类号:O643.36;O623.624+1 文献标识码:A 文章编号:1008 1143(2015)07 0563 04Synthesisofethyllauratecatalyzedby[hnmp]HSO4ionicliquidcatalystHuangMin,SunYuning,YuMei,HuangYanxian(CollegeofChemicalEngineering,GuangdongUniversityofPetrochemicalTechnology,Maoming525000,Guangdong,China)Abstract:Ethyllauratewassynthesizedbyusinglauricacidandanhydrousethanolastherawmaterial,ionicliquid[hnmp]HSO4asthecatalystand4Amolecularsieveasthedehydratingagent.ThestructureofproductwasanalyzedbymeansofFT IRandGC MS.Onthebasisofsingle factorexperiments,theorthogonalexperimentswascarriedouttoobtaintheoptimizedreactioncondition.Theresultsshowedthattheyieldofethyllauratecouldreachupto92.38%undertheoptimalconditionasfollows:ionicliquidamount1.50g,lauricacid/anhydrousethanolmolarratio0.04∶0.60,reactiontemperature85℃andreactiontime10h.[hnmp]HSO4ionicliquidforsynthesisofethyllauratehadgoodcatalyticactivityevenafterbeingreusedfor4times.Keywords:finechemicalengineering;ethyllaurate;ionicliquid;esterificationdoi:10.3969/j.issn.1008 1143.2015.07.015CLCnumber:O643.36;O623.624+1 Documentcode:A ArticleID:1008 1143(2015)07 0563 04 月桂酸乙酯为无色油状液体,具有蜡香、老姆酒香及脂肪、水果、牛奶和奶油味道,天然品存在于康酿克、老姆酒、爱尔兰威士忌和白葡萄酒中[1]。
收稿日期:2021-04-20作者简介:王忠华(1982-),女,高级工程师,从事煤化工、醋酸及醋酸酯下游产品的研发工作,************.cn 。
醋酸乙酯合成方法及其工艺技术的研究进展王忠华1,胡宗贵1,朱桂生1,张效敏2,黄诚1,吴有庭2(1.江苏索普化工股份有限公司,江苏镇江214200;2.南京大学化学化工学院介观化学教育部重点实验室,江苏南京210023)摘要:介绍了醋酸乙酯的合成方法及其生产工艺研究进展,重点提出了一种以配方离子液体为催化剂的反应-萃取精馏耦合的核心工艺。
模拟计算和小、中试实践的初步结果表明,单程醋酸乙酯产品的产率和质量纯度都可达98%以上,且过程能耗低,绿色化程度高,还分析了醋酸乙酯生产中存在的问题并展望了醋酸乙酯生产技术的发展趋势。
关键词:醋酸乙酯;合成方法;生产工艺;反应分离耦合doi :10.3969/j.issn.1008-553X.2021.06.006中图分类号:TQ225.34文献标识码:A文章编号:1008-553X (2021)06-0022-05醋酸乙酯是一种非常重要的大宗有机化工基础原料和极好的工业溶剂,广泛用于醋酸纤维、乙基纤维、氯化橡胶、乙烯树脂、乙酸纤维树酯、合成橡胶、涂料及油漆等的生产过程中。
此外,它还能作为粘合剂,用于印刷油墨、人造珍珠的生产;作为提取剂,用于医药、有机酸等产品的生产;作为香料原料,用作菠萝、香蕉、草莓等水果香精和威士忌、奶油等香料的主要原料。
醋酸乙酯的传统工业生产方法主要是以浓硫酸为催化剂,采用乙酸和乙醇先反应后分离的工艺流程。
浓硫酸虽然价廉易得,催化活性也好,但其腐蚀性和氧化性强,酯化反应一般需在效率低下的搪瓷反应器中进行,反应生成的低浓度强酸废水也需专门后处理技术配套。
此外,醋酸乙酯能与副产物水、原料乙醇形成多个二元、三元共沸物,其分离工艺流程长,能耗高,含酸的反应混合物对分离设备腐蚀严重。
该工艺粗放,与当前绿色化工理念相悖。
乙酸乙酯的制备在教学实验中的研究进展和展望作者:王佳人赵放何文英来源:《现代盐化工》2020年第03期摘要:综述了近年来乙酸乙酯的制备在教学实验中的研究进展和展望。
从酸催化酯化反应机理入手,阐释关于同位素示踪法的疑问。
通过文献调研,探究不同加热方式、不同制备装置以及不同催化剂对乙酸乙酯制备实验的影响。
通过调控催化剂的用量,并反复使用催化剂,观察其使用寿命,从而提高催化剂的经济效益。
展望酯化反应催化剂的研究方向,催化剂未来将是酯化反应重点研究的领域。
关键词:乙酸乙酯;化学实验教学;绿色化学;催化剂;水浴加热酯是有机合成中重要的化合物之一,而乙酸乙酯因其易制备等特点成为中学阶段有机合成课程中重要的酯化反应研究对象。
目前,主要有4种方法制备乙酸乙酯,分别是乙酸酯化法、乙酸/乙烯加成法、乙醇脱氢法和乙醛缩合法,而我国进行生产时主要采用乙酸酯化法[1],在教学中也常采用乙酸酯化法。
在酯化反应中,由于腐蚀性酸和高温的存在,反应易产生较多副产物,进而影响课堂教学安全。
对反应过程中的加热方式、反应装置和催化剂等条件进行研究将有利于优化乙酸乙酯制备实验的方法和步骤。
因此,本研究综述了乙酸乙酯的制备在教学实验中的研究进展,阐述了加热方式、反应装置和催化剂对实验的影响,并展望了研究方向。
1 酯化反应机理在反应过程中,质子酸作为催化剂先与羰基上的氧结合,而乙醇作为亲核试剂进攻乙酸的羰基并发生加成,在酸的作用下进一步脱水生成酯,一般认为酯化反应是可逆反应[2],反应机理如图1所示。
高中化学选修5《有机化学基础》[3]中提出,使用同位素示踪法来标记乙醇羟基中的氧原子,可以证实在酯化反应过程中,水是由乙酸分子的羟基与乙醇分子羟基中的氢原子结合而生成的,从理论上可证实上述操作可行。
与此同时,还可使用H218O来标记验证[4],酸性水解的反应机理将得到标记物CH3CO18OH和CH3C18OOH,但如按此法来标记乙酸中的氧原子从而推导酯化反应机理是不切实际的。
一种新型温敏性离子液体的合成及其对长链脂肪酸乙酯化的催化活性彭林彩;蒲凌翔;侯正波;宋航【摘要】合成了一种以8-羟基喹啉为阳离子,HSO4-为阴离子的新型离子液体(1),其结构经1H NMR,FT-IR,ESI-MS和元素分析表征.并研究了其吸水性和溶解度等物理特性.结果表明:1不易吸水,在乙醇中溶解度呈明显的温敏特性.将1用于催化长链脂肪酸乙酯化反应,表现出较高的催化效率,其中催化棕榈酸乙酯化的产率高达95.5%.【期刊名称】《合成化学》【年(卷),期】2016(024)001【总页数】4页(P63-66)【关键词】8-羟基喹啉;离子液体;合成;催化;长链脂肪酸;酯化反应【作者】彭林彩;蒲凌翔;侯正波;宋航【作者单位】四川大学化学工程学院,四川成都610065;四川大学化学工程学院,四川成都610065;四川大学化学工程学院,四川成都610065;四川大学化学工程学院,四川成都610065【正文语种】中文【中图分类】O621.3·研究简报·通信联系人:宋航,教授, Tel. 028-********, E-mail:*****************.com有机羧酸酯是一类广泛应用于树脂、涂料、化妆品、香料表面活性剂和有机合成等工业的重要精细有机化工产品[1]。
生物柴油是利用植物油脂或动物油脂等可再生资源合成,用以替代石油化工的清洁安全新型能源[2],而长链脂肪酸是合成生物柴油的主要原料之一,但由于长链脂肪酸的酯化率并不高[3],因此寻找合适的催化剂高效催化长链脂肪酸的酯化反应是当今研究热点。
众所周知,酯化反应是经典的酸催化反应,通常使用的催化剂为硫酸等强酸[4],但传统酸催化存在设备腐蚀强、转化率低且污染严重等问题。
离子液体具有无毒、不易氧化、无腐蚀性、稳定性好和催化活性高等一系列优势[5],已越来越多地应用于化学合成和分离等过程。
Zhao等[6]使用磺酸基修饰得到的酸性离子液体用于催化月桂酸的甲酯化,产率达93%。
离子液体催化反应机理的研究进展离子液体催化反应机理的研究进展离子液体是一种特殊的液体,由离子对组成,通常在室温下保持液态。
由于其独特的结构和性质,离子液体被广泛应用于各种领域,包括化学催化反应。
离子液体催化反应机理的研究对于探索新的催化反应体系、提高反应效率和选择性具有重要意义。
本文将综述离子液体催化反应机理的研究进展。
在离子液体催化反应中,离子液体可以作为反应溶剂、催化剂和基质参与催化反应。
其中,离子液体作为反应溶剂可以提供良好的反应环境,增强反应物的溶解度,促进反应物分子间的相互作用。
离子液体作为催化剂,则可以通过调控反应介质的酸碱性、改变反应的活化能、提供特殊的催化位点等方式,实现对反应的催化。
离子液体参与催化反应的机理主要有两种方式,即“内离子液体”和“外离子液体”。
在“内离子液体”机制中,反应物与离子液体中的离子发生相互作用,形成反应物-离子液体络合物,进而参与催化反应。
这一机制在酸催化和生物催化等反应中较为常见。
在“外离子液体”机制中,离子液体本身不与反应物发生直接相互作用,而是通过调控反应介质的性质和环境,影响反应物之间的相互作用和反应速率。
这一机制在金属催化反应中较为典型。
近年来,离子液体催化反应机理的研究取得了许多重要进展。
首先,在离子液体作为反应溶剂的研究中,学者们已经发现了一些特殊的反应性质。
例如,离子液体可以调控反应体系的极性、溶解度和酸碱性,从而影响反应物的选择性和反应速率。
此外,离子液体的高化学稳定性和低挥发性也使得其在催化反应中具有很大的优势。
其次,在离子液体作为催化剂的研究中,一些新的催化体系已经被发现。
例如,离子液体可以作为酸催化剂,在一些酸催化反应中显示出优异的催化性能。
此外,离子液体还可以与金属催化剂形成复合催化剂,提高催化反应的效率和选择性。
除此之外,离子液体还可以作为电催化剂,在电化学反应中显示出良好的催化性能。
最后,在离子液体参与催化反应机理的研究中,学者们已经开展了许多理论研究和实验探索。
乙酸乙酯的合成一、实验目的和要求1、通过乙酸乙酯的制备,加深对酯化反应的理解;2、了解提高可逆反应转化率的实验方法;3、熟练蒸馏、回流、干燥、气相色谱、液态样品折光率测定等技术。
二、实验内容和原理本实验用乙酸与乙醇在少量浓硫酸催化下反应生成乙酸乙酯:四、主要仪器设备仪器100mL三口烧瓶;滴液漏斗;蒸馏弯头;温度计;直形冷凝管;250mL分液漏斗;50mL 锥形瓶3个;25mL梨形烧瓶;蒸馏头;阿贝(Abbe)折光仪;气相色谱仪。
试剂冰醋酸;无水乙醇;浓硫酸;Na2CO3饱和溶液;CaCl2饱和溶液;NaCl饱和溶液。
五、实验步骤及现象表三、实验步骤及现象实验装置图:六、 实验结果与分析由粗产品洗涤、蒸馏后得三瓶分馏产物,均为无色果香味液体,其质量如下:1. 前馏分(温度稳定以前):43.38g-35.15g(1号锥形瓶质量)=8.13g ;2. 中馏分(温度稳定在76℃时):39.72g-32.67g(2号锥形瓶质量)=7.05g ;3. 后馏分(温度迅速下降后):34.28g-31.25g(3号锥形瓶质量)=3.08g 。
取中馏分在气相色谱仪上测定纯度,测得乙酸乙酯含量为99.9243%。
另有一种杂质,含量为0.0757%,预计为未洗净的乙醇,因为过量Na 2CO 3未洗净,部分CaCl 2与之反应生成了CaCO 3,剩余的CaCl 2不能把乙醇全部除尽。
因此纯度虽然较高,但仍有可以改进之处。
在阿贝折光仪上测得室温(20℃)下折光率为1.3727。
另4、溶液洗涤(1) (2) 酸来不及发生反应就被蒸出,影响产率。
(3) 乙酸乙酯可与水或醇形成二元或三元共沸物,共沸物的形成将影响到馏分的沸程。
共沸物的组成及沸点见表一。
(4) 滴液漏斗、分液漏斗等带活塞的仪器在使用前都要先检漏。
(5) 浓硫酸在本反应中起到催化、吸水的作用,故用量比较多。
(6) 因为本实验中水的存在对反应平衡有影响,所以所有仪器都必须干燥,且选取基本不含水的冰醋酸和无水乙醇反应。
离子液体萃取分离乙酸乙酯-乙醇体系的方法离子液体(ionic liquids)因其高选择性、广泛的可调性、可再生性、无毒性等特点,近年来已被广泛应用于化学反应、分离提取、催化剂、电化学储能等领域。
离子液体萃取分离乙酸乙酯-乙醇体系具有重要的应用价值,可以应用于生产化学品、食品、医药等方面。
本文将针对离子液体萃取分离乙酸乙酯-乙醇体系的方法进行探讨,共分10条。
以下是详细描述:1.选择最佳的离子液体溶剂首先需要选择最佳的离子液体溶剂。
由于离子液体的物化性质随其离子对和侧链结构的改变而变化,因此需要在实验中测试多个离子液体,找出最适合萃取该体系的离子液体。
在选择离子液体时,需考虑以下因素:溶解度、选择性、热力学性质和经济性等。
2.制备合适的溶液将选定的离子液体与乙酸乙酯-乙醇溶液混合,制备合适的萃取溶液。
制备过程需要精确控制离子液体和溶剂的比例以及搅拌速度和时间,以获得最佳的混合效果。
3.优化萃取条件进行多组萃取实验,以寻找最佳萃取条件。
调整温度、pH值、离子液体浓度、萃取时间等参数,以获得最佳萃取效果。
4.研究分离机理通过对实验结果的分析和对物理化学性质的研究,探究离子液体萃取分离乙酸乙酯-乙醇体系的分离机理。
在此基础上,优化萃取方案,提高分离效率。
5.研究动力学行为通过动力学研究,分析萃取过程中离子液体和乙酸乙酯-乙醇体系之间的相互作用,进一步深入了解分离机理。
6.研究热力学性质通过研究萃取过程中的热力学性质,例如相平衡、熵、焓等参数,分析离子液体萃取乙酸乙酯-乙醇体系的热力学规律和机理。
7.研究微观结构通过核磁共振、红外光谱等技术手段,研究离子液体与乙酸乙酯-乙醇体系之间的微观结构和相互作用,进一步探究萃取分离的机理。
8.研究离子液体重复使用问题在萃取过程中,离子液体会被萃取物和萃取剂中的有机物污染,影响离子液体的再利用。
需要对离子液体进行再生和回收利用的研究。
9.对比其他分离方法对比离子液体分离法与传统分离方法的差异和优势。