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用烷基氯硅烷改进微球硅胶
励元
【期刊名称】《无机硅化合物》
【年(卷),期】1995(000)002
【总页数】5页(P23-27)
【作者】励元
【作者单位】上海精细化工研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TQ424.26
【相关文献】
1.硅胶负载铂催化剂催化合成二环戊基二氯硅烷 [J], 刘宏;许招会
2.苯基三氯硅烷改性硅胶负载硫酸钛催化合成丁酸异戊酯 [J], 印香俊
3.氯丙基三氯硅烷改性硅胶负载硫酸钛催化合成丁酸异戊酯 [J], 印香俊
4.苯基三氯硅烷改性硅胶负载硫酸钛催化合成丙二酸二乙酯 [J], 印香俊;周鹏鹏
5.氯丙基三氯硅烷改性硅胶负载硫酸钛催化合成丙二酸二乙酯 [J], 周鹏鹏;印香俊因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
氯丙基三氯硅烷改性硅胶负载硫酸钛催化合成丁酸异戊酯摘要:采用氯丙基三氯硅烷改性硅胶负载硫酸钛催化合成丁酸异戊酯,研究了催化剂负载量对催化活性和改性催化剂用量对酯化率的影响,以及投料比、反应时间和循环次数与酯化率的关系。
关键词:丁酸异戊酯硫酸钛催化氯丙基三氯硅烷改性硅胶丁酸异戊酯是一种无色或略带黄色的透明液体,具有强烈的香蕉、洋梨芳香气味。
在物性上,丁酸异戊酯易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂,而几乎不溶于水、丙二醇、甘油。
在用途上,丁酸异戊酯可作为提取天然香料的溶剂和酯酸纤维溶剂等。
本论文采用氯丙基三氯硅烷改性硅胶负载硫酸钛催化合成丁酸异戊酯,研究了催化剂负载量对催化活性和改性催化剂用量对酯化率的影响,以及投料比、反应时间以及催化剂循环次数与酯化率的关系。
1 实验部分1.1 试剂与仪器丁酸、异戊醇、硫酸钛、硅溶胶、氯丙基三氯硅烷、甲苯和乙醇等均为国产化学纯或分析纯。
岛津GC-2014C气相色谱仪,美国Nicolet 公司NEXUS-670型红外光谱仪,瑞士Bruker公司AV-400型核磁共振仪,日本JEOL公司JSM-5600L V扫描电镜。
1.2 氯丙基三氯硅烷改性催化剂制备将20g干燥后的硅胶在马弗炉中250℃活化2h,加入到含有200mL甲苯、10.4g氯丙基三氯硅烷三口烧瓶中,回流搅拌24h,反应过程中产生的HCl用氢氧化钠溶液吸收;反应结束后过滤,依次用甲苯、丙酮和甲醇洗涤烘干后得氯丙基三氯硅烷改性硅胶(CP-硅胶)。
取一定量的Ti(SO4)2,加微量水溶解,加到5gCP-硅胶和100mL无水乙醇三口烧瓶中,回流搅拌一定时间,反应结束后滤去溶剂,得氯丙基三氯硅烷改性硅胶负载Ti(SO4)2催化剂,记为Ti(SO4)2／CP-硅胶。
通过控制Ti(SO4)2溶液浓度和吸附时间来调节负载量。
1.3 丁酸异戊酯的制备在装有回流冷凝器,温度计和分水器的四口瓶中,加入一定量的丁酸,异戊醇,催化剂,加热搅拌回流分水,反应同时定时取样测定其酸值(GB1668-95),计算酯化率,直至反应中没有水生成或者其酯化率变化不明显时停止加热。
苯基三氯硅烷改性硅胶负载硫酸钛催化合成丁酸异戊酯
摘要: 以苯基三氯硅烷改性硅胶负载硫酸钛催化合成丁酸异戊酯，确定了酯化的优化条件，实验结果表明，催化剂的催化活性高，反应条件温和，方法简便，酯化率高。
关键词: 丁酸异戊酯硫酸钛催化苯基三氯硅烷改性硅胶
丁酸异戊酯是一种可食用香料，主要用于配制香蕉、菠萝、杏、樱桃等香型。
通常，丁酸异戊酯的合成是在硫酸催化下由丁酸和异戊醇酯化反应而得，不足是反应时间长，副反应多，对设备存在腐蚀，废水量大。
本实验采用苯基三氯硅烷改性硅胶负载硫酸钛催化合成丁酸异戊酯，该催化剂活性好，选择性高，反应时间短，酯化率高，不腐蚀设备，而且后处理简单。
1 实验部分
1.1 催化剂的制备
1.1.1硅胶的活化
取原料硅胶20g，在6 mol/L的盐酸溶液中浸泡4 h，用去离子水洗至无氯离子，放入真空干燥箱中于130℃干燥2h，贮存于干燥器中备用。
1.1.2苯基三氯硅烷改性催化剂制备
将20g干燥后的硅胶在马弗炉中250℃活化2h，加入到含有200ml甲苯、12．4g苯基三氯硅烷三口烧瓶中，回流搅拌24 h，反应过程中产生的HCl用氢氧化钠溶液吸收；反应结束后过滤，依次用甲苯、丙酮和甲醇洗涤烘干后得苯基三氯硅烷改性硅胶（CB-硅胶）。
取一定量的Ti(SO4)2，加微量水溶解，加到5g CB-硅胶和100ml无水乙醇三口烧瓶中，回流搅拌一定时间，反应结束后滤去溶剂，得苯基三氯硅烷改性硅胶负载Ti(SO4)2催化剂，记为Ti(SO4)2／CB-硅胶。
通过控制Ti(SO4)2溶液浓度和吸附时间来调节负载量。
1.2 丁酸异戊酯的制备
在装有回流冷凝器，温度计和分水器的四口瓶中，加入一定量的丁酸，异戊醇，催化剂，加热搅拌回流分水，反应同时定时取样测定其酸值（GB1668-95），计算酯化率，直至反应中没有水生成或者其酯化率变化不明显时停止加热。
酯化率的计算公式如下：酯化率=(1-反应结束时酸值)/反应起始酸值×100%。
将反应液冷却过滤，用水洗涤，再用NaHCO3调节pH至7.0，无水Na2SO4干燥，减压蒸馏得无色透明具有水果香味的液体，收率：92.7%，BP：177.5℃（760 mmHg）。
IR：υmax (cm-1) 1725 (-CO-)，1185 (C-O)，2930 (-CH3)，1080 ((CH3)2CH-)，725, 720 (-CH2-)。
2 结果与讨论
2.1 Ti(SO4)2负载量及催化活性
以Ti(SO4)2相对于CB-硅胶载体的质量百分数作为Ti(SO4)2的负载量。
当丁酸为0.1 mol，异戊醇为0.2mol，固载催化剂Ti(SO4)2／CB-硅胶用量为1.5 g，回流反应3h，Ti(SO4)2的负载量对酯化率的影响如图1。
当Ti(SO4)2的负载量为5%时，催化活性较低；当负载量达到20%时，酯化率为90.0%。
继续增加负载量，酯化率无明显增大。
因此，Ti(SO4)2的负载量以20%为宜。
2.2 Ti(SO4)2／CB-硅胶用量对酯化率的影响
在上述实验条件下，考察Ti(SO4)2的负载量为20%的Ti(SO4)2／CB-硅胶用量对酯化率的影响，结果如图2。
随着Ti(SO4)2／CB-硅胶用量的增加，酯化率增大。
当Ti(SO4)2／CB-硅胶用量达到1.5时，酯化率达到89.0％。
继续增加Ti(SO4)2／CB-硅胶用量，酯化率无明显增加。
因此，Ti(SO4)2／CB-硅胶较适宜用量为1.5。
2.3 原料摩尔比对酯化率的影响
异戊醇和丁酸的摩尔比对酯化反应有较大影响。
在1.5gTi(SO4)2／CB-硅胶催化剂作用下，固定丁酸0.1mol，改变异戊醇的投料量，反应时间为3h。
结果如图3，当醇酸摩尔比小于2：1时，酯化率较低；可继续增加异戊醇用量，收率变化不大；若异戊醇过量太多，收
率反而有所下降。
因此，适宜的醇酸摩尔比为2：1。
2.4 反应时间对酯化率的影响
在上述实验条件下，反应时间对酯化率影响如图4。
随着反应时间的延长，酯化率逐渐增大。
当反应3h时，酯化率较高。
继续延长反应时间，产率无明显提高。
因此，反应时间以3h为宜。
3 结论
以苯基三氯硅烷改性硅胶负载硫酸钛作为合成丁酸异戊酯的催化剂，催化活性高，用量少，制备简单，无腐蚀，易回收利用。
