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1、.2陕西科技大学学报Apr.200850JOURNALOFSHAANXIUNIVERSITYOFSCIENCE&TECHNOLOGYVol.26*文章编号:1000-5811(2008)02-0050-03油酸聚乙二醇酯催化合成研究罗晓民,强涛涛,任龙芳(陕西科技大学资源与环境学院,陕西西安710021)2-摘要:制备了SO4/ZrO2固体超强酸,考察了不同类型催化剂(自制固体超强酸、硫酸、对甲2-苯磺酸等)对酯化反应的影响.结
2、果表明,SO4/ZrO2固体超强酸在油酸聚乙二醇酯合成反应中具有较高的催化活性和高的反应选择性,并采用IR对反应产物进行了表征.关键词:固体超强酸;油酸聚乙二醇酯;酯化反应+中图分类号:TQ316.314文献标识码:A0前言近年来,随着人们环保意识的增强,加上油脂产品本身具有的低毒性、低刺激性及易于生物降解的优点,采用油酸为原料合成表面活性剂越来越受到重视。油酸是最重要的一烯酸,存在于一切天然油脂中,大约占天然脂肪酸总量的50%以上,并且是液体植物油的主要组成部分.油酸聚乙二醇酯是一类重要的工业反应中间体,将其进一步衍生化可合
3、成各类表面活性剂、润滑油、油品添加剂等,因此具有广泛的工业[1-6]应用价值.目前工业上生产油酸醇酯的方法主要为脂肪酸与醇类的直接酯化,传统生产工艺中采用以浓硫酸为代表的无机酸为催化剂,使用硫酸作催化剂存在选择性差、副产品多、污染环境等缺点,因此开发[7,8]环境友好型固体酸催化剂用于酯化反应工艺具有实际的应用前景.本文将自制固体超强酸、硫酸、对甲苯磺酸、杂多酸、离子交换树脂等不同类型的催化剂应用于油酸与聚乙二醇酯化反应,探索了适用的油酸聚乙二醇酯化反应催化剂.1实验部分1.1实验材料ZrOCl28H2O,分析纯,上海化学试剂厂
4、;油酸,化学纯,洛阳市化学试剂厂;聚乙二醇,化学纯,天津市福晨化学试剂厂;其它试剂均为化学纯.1.2实验仪器超声波细胞粉碎机(型号:JY92-2D,宁波新芝生物科技股份有限公司);旋转蒸发器(型号:R206,上海申生科技有限公司);傅立叶红外光谱仪(型号:VECTOR22,美国BRUKER公司).1.3实验方法2-1.3.1SO4/ZrO2固体超强酸催化剂(SZ)的制备2-以ZrOCl28H2O为原料制备SO4/ZrO2固体超强酸,称取ZrOCl28H2O溶于去离子水中并配制成过饱和溶液,随后移入通风橱中,在磁力搅拌器上边搅
5、拌边滴加28%的氨水溶液,直至出现白色絮状沉淀,调节溶液pH到所要求的范围,然后在鼓风干燥箱中进行烘干,随后,将此ZrO2载体加入到硫酸促进剂中进行超声波浸渍并在600下锻烧3h.1.3.2油酸聚乙二醇酯的合成在旋转蒸发仪中进行.将一定量的油酸、聚乙二醇、催化剂置于干燥的反应瓶中,旋转、加热,稳定控制反应温度缓慢升高(100~130),减压分水.待反应体系的酸值不再下降后,反应即可终止.冷却,过滤,*收稿日期:2008-02-01作者简介:罗晓民(1966-),女,陕西省蓝田县人,副教授,硕士,研究方向:皮革化学品的合成及分析基
6、金项目:陕西省教育厅专项基金项目(05JK149)第1期罗晓民等:油酸聚乙二醇酯催化合成研究51碱洗除去酸,温水洗至中性,蒸馏分水,得透明油状产物.1.3.3油酸醇酯的分析测试合成酯酸值、酯值的测定见参考文献[9,10].合成酯红外光谱分析(FT-IR)采用美国BRUKER公司VECTOR22型傅立叶红外光谱仪进行.将产-1物样品涂于KBr盐片上,置于红外样品架上直接观测其红外光谱.扫描范围4000~400cm,收集结果前扣除背景.2结果与讨论2.1不同催化剂催化性能的比较针对油酸聚乙二醇酯的合成体系催化效果差别较大,实验中
7、使用了不同的催化剂,其它反应条件为:n4(聚乙二醇)n(油酸)=l.01.05,反应温度120,真空度210Pa,每隔1h采样测酸值,以浓硫酸作催化剂共反应3h,以对甲苯磺酸等作催化剂共反应6h.实验结果见表1.从表1可以看出,以表1不同催化剂催化合成油酸聚乙二醇酯的实验结果浓硫酸为催化剂活性最催化剂用量油酸转化率催化剂酯产率/%选择性/%产品色泽强,酸转化率最高,所需反/%(wt)/%应时间最短,但由于会发浓硫酸0.594.8174.8978.96棕黑色生氧化、异构化、焦化、聚对甲苯磺酸0.591.1174.6881.
8、97棕红色合等副反应而使得目标产杂多酸280.0079.8899.85淡黄色物收率降低、产品色泽变离子交换树脂465.19--淡黄色深;以对甲苯磺酸为催化SZ固体超强酸0.0790.6390.4399.78淡黄色剂虽然转
