强酸性阳离子交换树脂催化合成二乙二醇丁醚醋酸酯的研究.pdf

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1、2011年3月李建华．强酸性阳离子交换树脂催化合成二乙二醇丁醚醋酸酯的研究17强酸性阳离子交换树脂催化合成二乙二醇丁醚醋酸酯的研究李建华(南通大学化学化工学院，南通226007)[摘要】在强酸性阳离子交换树脂催化剂存在下，以二乙二醇丁醚、醋酸为原料合成二乙二醇丁醚醋酸酯，分别研究了反应温度、反应时间、原料配比、催化剂用量等条件对产品产率的影响，确定了最适宜工艺条件。该方法合成二乙二醇丁醚醋酸酯的最适宜工艺条件是：反应温度95～100℃，反应时问2h，n(二乙二醇丁醚)：n(醋酸)=0．1：0．13；带水剂环己烷40mL；催化剂用量1．4g(以0．1tool二乙二醇丁醚计)。二乙二醇丁醚醋

2、酸酯收率可达到97．82％，产品纯度99．5％。催化剂不经处理可循环使用多次。该催化剂具有价廉易得、催化活性好、不腐蚀设备、无环境污染等优点。[关键词]二乙二醇丁醚醋酸酯二乙二醇丁醚醋酸强酸性阳离子交换树脂二乙二醇丁醚醋酸酯为无色透明液体，沸点选择性高，反应结束后将其过滤除去，可省去碱246oC，其分子结构中存在醚和酯两种基团，具有洗、水洗等过程，简化了生产工艺，除酯化反应过脂肪醚和羧酸酯的双重特性，可与水、醇、醚、丙酮程中产生少量废水外，基本无三废排放¨卜引。及多数油类混合，对纤维、树脂、油漆、涂料、油墨、1实验油溶性染料等具有良好的相溶性能，在感光材料1．1试剂与仪器中，可以作为成色

3、剂的溶剂【l】。传统的合成方试剂：二乙二醇丁醚，分析纯，广东汕头市西法以浓硫酸为催化剂，二乙二醇丁醚与醋酸为原陇化工厂；醋酸，分析纯，上海申耀化学品有限公料直接进行酯化反应而得，由于浓硫酸腐蚀设备，司；环己烷，分析纯，广东汕头市西陇化工厂；需碱洗、水洗过程，三废排放量大，且副反应多，色D002型强酸性阳离子交换树脂，江苏镇江市九天泽深，影响产品质量，产品收率低。二乙二醇丁醚化工有限公司。醋酸酯的其他合成方法主要有：(1)采用乙酰氯仪器：WZS—I型阿贝折射仪，上海光学仪器和二乙二醇丁醚为原料进行酰氯化，该法反应温厂；日本日立L一7420高效液相色谱仪，日本日立度低，反应速度慢，且腐蚀性大

4、；(2)采用乙酸乙公司产；AVATAR一370b-T型红外光谱仪，美国尼酯与二乙二醇丁醚酯交换法，该法虽然产品收率高力公司产。较高，但所采用催化剂甲醇钠等危险性大；(3)采1．2实验步骤用醋酐与二乙二醇丁醚为原料直接酯化法，该法在250mL的四口烧瓶中，加入0．1mol二乙二虽然产品收率较高，但所采用原料昂贵，不适于工醇丁醚、一定量的醋酸和强酸性阳离子交换树脂，业化。目前醋酸直接酯化反应所用催化剂主要有装上温度计、搅拌器、分水器。将分水器加满环己AIC1【3J、ZrBSAPO一5J、分子筛一5A负载12一烷后，装上冷凝管，开动搅拌器，至84℃左右开始钨硅酸J、硅胶固载磷钼杂多酸、硫酸铝、

5、硫出现回流，并有水生成，开始计时。反应温度控制酸铁】、固体超强酸SO4～／ZrO2一Fe2O3、负载在95—100℃。加热回流至无水生成，静置冷却型杂多酸¨叫等，虽然固体酸催化剂的选择性和活后，将反应液移至另一四口烧瓶中，常压下蒸馏环性都比较高，但是工艺过程复杂，重复使用活性差，产品质量不稳定。针对这些缺点，我们采用强酸性阳离子交换树脂催化合成二乙二醇丁醚醋酸收稿日期：2010—11—22。作者简介：李建华，高级实验师，主要从事化工工艺和精细化酯产品，实验结果表明，该方法反应速度快，反应学品的合成研究。精细石油化工进展第12卷第3期18ADVANCESIN171NEPETR0CHEMIC

6、ALS己烷(回收重复使用)及过量的醋酸，常压蒸馏收醇丁醚0．1tool，醋酸0．13tool，环己烷4OmL，反集244—248℃下无色透明的液体即为二乙二醇应时间2h，考察催化剂用量对产品收率的影响。丁醚醋酸酯产品。实验结果见表3。2结果与讨论表3催化剂用量对产品收率的影响2．1不同带水剂对产品收率的影响催化剂用量／g产品收率，％O．870．31反应器中加入0．1tool二乙二醇丁醚，醋酸1．O8O．760．13mol，催化剂1．4g，反应时问2h，分别用1．287．6040mL环己烷、苯、甲苯作带水剂进行二乙二醇丁1．497．821．695．95醚醋酸酯的合成实验，考察带水剂种类对产

7、品收1．894．76率的影响。实验结果见表1。由表3中的数据可以看出，增加催化剂的用表1不同的带水荆对产品收率的影响量可增大产品收率，但达到1．4g后，再增大其用带水荆产品收率，％量，产品收率开始降低。这是因为选择适当的催环己烷97．82苯92．6o化剂可以加大主反应速度，最大限度地抑制副反甲苯93．61应的发生，缩短反应时间，提高产品的收率。但是如果用量太大，树脂会溶胀、吸附有机物而使产品由表1中数据可以看出，采用环己烷带水剂，收