硫酸氢钠催化合成己二酸二甲酯

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1、第6期樊丽华等:硫酸氢钠催化合成己二酸二甲酯11硫酸氢钠催化合成己二酸二甲酯1,2111樊丽华,马沛生,李　娜,相政乐(11天津大学　化工学院,天津　300072;21河北理工大学　化学工程与生物技术学院,河北唐山　063009)摘要:以一水合硫酸氢钠为酯化催化剂合成了己二酸二甲酯,并考察了醇酸摩尔比、催化剂用量、反应时间及带水剂用量对酯化反应的影响,确定了合成己二酸二甲酯的优化反应条件:以011mol己二酸为基准,醇酸摩尔比为5,催化剂用量为410g,带水剂环己烷20ml,回流分水110h,己二酸二甲酯收率可达97151%,质量分数在98%以上。与其它催化剂的

2、比较结果表明,硫酸氢钠作为酯化催化剂具有催化活性高、易与反应液分离、可重复使用等优点。关键词:己二酸二甲酯;硫酸氢钠;催化酯化;合成中图分类号:O6231624文献标识码:A　　　文章编号:100129219(2005)06211203阿贝折射仪;DK2982Ⅰ型电子恒温水浴;ZDHW型0　前言调温电热套。己二酸二甲酯是无色透明液体,溶于醇、醚,不112　酯化反应溶于水,是重要的有机合成原料,主要用作溶剂和增在装有分水器、温度计和回流冷凝器的三颈烧塑剂。工业上羧酸酯的合成一般使用硫酸作催化瓶中,加入一定量的己二酸、无水甲醇、一水合硫酸[1]剂。用硫酸作催化剂产率

3、较高,但设备腐蚀严氢钠及带水剂环己烷,加热回流分水,至预定时间结重,且排放大量催化废酸污染环境,同时伴有较多副束反应,稍冷后倾出反应液,催化剂不溶于反应液而反应,后处理工艺复杂。为克服上述缺点,已开发出留在烧瓶内可重复使用。反应液分别经饱和食盐[2][3]多种环境友好型催化剂,如分子筛、杂多酸、硫水、10%碳酸氢钠水溶液、饱和食盐水洗涤,再用[4][5][6]酸铁铵、固体超强酸、生物酶等,取得了较好MgSO4干燥,蒸馏,先常压下蒸出无水甲醇和环己的酯化效果。[1]烷,再减压蒸馏收集沸点115～117℃/1173kPa的硫酸氢钠是一种性质稳定的无机酸盐,不溶于馏分

4、为产品。有机酸和醇,易溶于水,其水溶液显强酸性,因而能2　结果与讨论催化酯化反应。目前已发现硫酸氢钠在乙酸正丁[7][8][9]酯、癸二酸二丁酯、苯甲酸异丁酯等酯类的211　酯化反应影响因素分析合成上具有良好的催化性能。本文采用硫酸氢钠催以一水合硫酸氢钠为催化剂,考察了醇酸摩尔化合成己二酸二甲酯,考察了酯化的影响因素及催比、催化剂用量、反应时间及带水剂用量对合成己二化剂的重复应用性能。酸二甲酯反应的影响,以优化合成条件。21111　醇酸摩尔比对酯收率的影响1　实验采用011mol己二酸,加入催化剂一水合硫酸氢111　试剂与仪器钠410g,带水剂环己烷20ml,改

5、变无水甲醇的用量,试剂:己二酸,无水甲醇,一水合硫酸氢钠,环己回流分水110h,考察醇酸摩尔比对酯收率的影响,烷等均为分析纯。结果见表1。主要仪器:HP4890D型气相色谱仪;2WA2J型表1　醇酸mol比对酯收率的影响Table1Theeffectofthemolarratioofmethanoltoadipic修改稿日期:2005209206;作者简介:樊丽华(1971-),女,河acidontheyield北理工大学讲师,天津大学在读博士,电邮lihuafan71@醇酸摩尔比345671261com;3联系人,电话022227408775,电邮mapeis

6、heng@tju1edu1cn。酯收率/%701798213897151961819115612天然气化工2005年第30卷　　当无水甲醇与己二酸的摩尔比在3～5之间时,用量对酯收率的影响,结果见表4。随醇酸摩尔比的增大,酯收率增加,但摩尔比超过6表4　带水剂用量对酯收率的影响后酯收率反而有所下降。这主要是因为己二酸和甲Table4Theeffectoftheamountofthedewateringreagent醇的酯化反应是平衡反应,增大甲醇的量有利于反ontheyield应向生成酯的方向移动。但甲醇过多不仅会造成原带水剂用量/mL1015202530料的浪

7、费,还将降低反应液中催化剂的浓度和反应酯收率/%7511786190971519317291103温度,致使酯收率有所下降,故最适宜的醇酸摩尔比为5。由表4可见,增加带水剂用量可增大酯收率,但21112　催化剂用量对酯收率的影响带水剂量过多将导致反应体系中反应物浓度降低,采用011mol己二酸,015mol无水甲醇,环己烷反应速率下降,致使酯收率降低,故适宜的带水剂用20mL,改变催化剂一水合硫酸氢钠的用量,回流分量为20ml。水110h,考察催化剂用量对酯收率的影响,结果见212　催化剂的重复使用性能表2。以最佳配比条件下酯化反应完成后分离出的硫表2　催化剂用

8、量对酯收率的影响酸氢钠为