离子液体催化酯化反应研究

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1、广东工业大学硕士学位论文离子液体催化酯化反应研究姓名：周蓓蕾申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：方岩雄;李树权20050315摘要摘要在现代化工生产中，绝大多数化学反应都必须有催化剂的参与，催化剂的合理选择与应用是化工过程最关键的技术之一，开发新型的绿色催化剂是当今的研究热点。室温离子液体是近几年来才兴起的一种液体催化材料，作为挥发性有机溶剂的替代物，室温离子液体正引起广泛关注，被广泛的应用于化工的各个领域，通过改变它的阴阳离子可以合成适合某类反应的催化剂。本文以离子液体的功能化为出发点，研究了某些Bronsted酸性离子

2、液体在酯化反应中的应用，同时，设计、合成了几种新型的离子液体：N一甲基咪唑硫酸盐、N一甲基咪唑磷酸盐、N一甲基咪唑氟硼酸盐、N一甲基一2一吡咯烷酮硫酸盐、N一甲基一2～吡咯烷酮磷酸盐、N一甲基一2一毗咯烷酮氟硼酸盐，并对其进行了某些性质的测定，发现1一甲基一3一毗咯烷酮硫酸盐[Hnmp]ftSO；密度为1．40559／cm3，水溶性，粘度为2．451Pa．S(25℃)。我们以乙酸正丁酯的酯化反应为模型反应，首先对合成的十种离子液体进行了催化剂活性的考察，发现离子液体[Hnmp]HSO。具有较好的催化活性，其活性与硫酸不相上下，但

3、其腐蚀性则远低于硫酸；之后又分别对酯化反应的反应时间、温度、催化剂用量进行了单因素考察，找到了影响反应的三个主要因素是反应时间，反应温度和催化剂用量。并对它们进行了正交实验，结果表明反应时间3h，回流的反应温度下，催化剂用量0．5％(mol％)反应产率最高。还对催化剂的重复催化能力进行了考察，发现它具有较高的重复使用率，使用6次以后其酯化反应收率没有降低。最后为了进一步发掘催化剂的催化活性，我们又进行了乙醇，丙醇，苯甲醇，正庚醇，正辛醇，环己醇与乙酸的酯化反应的考察，发现了它对直链醇酸酯化反应也有同样的催化作用。在对乙醇与乙酸的

4、酯化反应单因素考察实验中，乙酸乙酯合成的较佳反应条件是催化剂的用量为0．5％，在回流的温度下，反应30min；此时乙酸的转化率为61．46％。关键词：环境友好；室温离子液体：酸性催化剂；酯化反应；乙酸正丁酯广东工业大学T程硕十学位论义AbstractInmodernchemicalengineeringmanufactuFe，mostofchemicalreactionsneedeatalyst．Catalystchoiceandapplicationsarethekeytechniquesintheehemicalengine

5、eringprocess．DevelopingnewgreencatalystiSaheatresearChareai'IOW．RoomtemperatureioniCliquidiSakindof1iquidcatalystmaterialthatappearsjustinthelastfewyears．Asasubstituteofvolatilityorganicsolvents，roomtemperatureionicliquidsareattractingmoreSCientistS’attention．Themain

6、advantageoftheionicliquid1iesingreenenvironmentandtheplastiCityofthestructure．Wecanchangeitscationandaniontosynthesizespecialcatalystforcertainreaction．InthiSpaper．westudytheapplicationsofsomeBr中nstedaCidicioniCliquidinesterificationreactionstartfromthefunctionofioni

7、Cliquid．Somenewionicliquids，[Hmim]HS04，[Hmim]：S04，[Hmim]H2PO。，[Hmim]。P04，[Hnmp]HSOd，[Hnmp]H2POt，[Hnmp]BF4，[Hmim]BF4，aresynthesizedandsomeoftheirpropertiesaremeasured．[Hnmp]HS04iSwater—solubility，densityi．40559／L，viscidity2．451Pa．S(25。C)．Takingtheesterificationreactio

8、n0fn—butylaCetateaSmodelreaction，westudiedthecatalystactivityofthe10ionicliquidswhichweresynthesizedfirsttimebyUS，andfindthatthecat