合成尼泊金丁酯催化剂研究进展.pdf

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1、2014年第2期甘肃石油和化工2014年6月合成尼泊金丁酯催化剂研究进展刘炜烽，杨水金(湖北师范学院化学化工学院，湖北黄石435002)摘要：综述了从2006年到2014年合成尼泊金丁酯催化剂的研究进展，具体综述了这9年来硫酸、固体超强酸、磺酸、无机盐、杂多酸等5大类催化剂催化合成尼泊金丁酯的方法。笔者认为磺酸、固体超强酸、杂多酸是对合成尼泊金丁酯有实际应用价值，具有良好应用前景的催化剂。关键词：对羟基苯甲酸丁酯；合成；催化剂；研究进展l刖昌尼泊金酯即对羟基苯甲酸酯，通常是指对羟基苯甲酸与低级脂肪醇形成的酯，它对霉菌、酵母菌和细菌有很好的抗菌作用。因其具有低毒性、无刺激

2、性，适用于较宽pH范围等特点而广泛应用于食品、化妆品和医药工业引，是我国替代苯甲酸钠等食品防腐剂的重点发展产品之一。在尼泊金酯中以尼泊金丁酯的抗菌作用最强，应用量最大[引，因此对尼泊金丁酯合成及催化剂选择的研究具有重要意义和广阔的应用前景。目前工业上合成尼泊金丁酯多以浓硫酸为催化剂，对羟基苯甲酸与正丁醇直接进行酯化反应制得。用浓硫酸作催化剂，虽然可以获得较理想的酯化率，但酯化时常伴有氧化、硫化等副反应，使产品颜色加深，给后处理带来麻烦。而且反应结束后为除去多余的硫酸还需经中和与水洗处理，致使工序繁杂，产品损失大，并产生大量废水。随着环保法规对环境要求的不断提高，开发可取

3、代硫酸的新型催化剂已成为当代工业生产中普遍关心的问题。近十几年来，国内外开发了一系列新型酯化反应催化剂，如磺酸树脂、固体酸催化剂。与浓硫酸相比，这类催化剂具有易分离、无废液排放等优点，在催化领域日益受到人们的关注。本文作者在文献『4]的基础上综述了近年来采用硫酸、固体超强酸、磺酸、无机盐及氧化物、杂多酸等5类催化剂分别催化合成尼泊金丁酯的实验结果。2硫酸催化合成尼泊金丁酯硫酸催化合成尼泊金丁酯作为传统经典的合成方法早有不少报道。项艳采用摩尔比为酸：醇：苯：硫酸=1．000：3．500：1．000：0．015的优化条件，回流分水反应lh，平均产率达76．1％。她认为产率偏

4、低可能是实验过程中碳化造成的结果。该法缩短了反应时间，减少了污染。在此之前已有微波辐射优化工艺将反应时间缩短到30min，也为硫酸催化做出了贡献，然而此类催化剂后处理工序复杂．对环境污染严重，研究前景不佳。3固体超强酸催化合成尼泊金丁酯超强酸是酸强度较强的一类酸，且固体超强酸耐高温，不腐蚀设备、不污染环境、不怕水、容易收稿日期：2014—07一l1／通讯联系人：杨水金。基金项目：湖北师范学院2014年创新创业训练计划项目基金资助。作者简介：刘炜锋(1992一)，男，湖北黄冈人，主要从事无机功能材料的研究。302014年第2期刘炜烽等：合成尼泊金丁酯催化剂研究进展研究探讨

5、制备，活性高、选择性好，可回收重复利用，用该类催化剂合成的尼泊金酯后处理简单，是一类具有良好研究前景的催化剂。王献钊[63以SO?-／MO型超强酸催化合成尼泊金丁酯，研究表明反应最佳条件为：酸醇摩尔比为1：2，反应时间为2h，催化剂用量为0．4％，在此条件下酯收率达95．8％。于龙等_7_进一步细分研究了S042-／Fe0催化合成尼泊金丁酯的实验结果。考察了焙烧温度、焙烧时间、催化剂用量、醇酸摩尔比及反应时间对酯化结果的影响，实验表明：当焙烧温度为550qC，焙烧时间为4h，催化剂用量为2g，酸醇摩尔比为1：3，反应时间为3h，酯化率可达96．7％。为了减少催化剂用量，

6、降低生产成本，钱运华等隅制备了固体超强酸so?一／TiO：一凹凸棒土催化合成尼泊金丁酯，实验结果表明较佳的催化剂制备条件为：硫酸浓度1．0mol／L，焙烧温度500qC，焙烧时间3h。合成酯的最佳条件为：酸醇摩尔比为1：4，催化剂用量为3％，反应时间为4h，酯化率可达94．5％。且该催化剂重复使用性能好。为了进一步提升固体超强酸的催化性能，杨喜平等[93用凝胶一溶胶法和浸渍法制备纳米固体超强酸TiO／S042一，以该催化剂催化合成尼泊金丁酯，确定适宜工艺条件为酸醇摩尔比为1：5，催化剂用量占反应物总质量的5％，反应4h，尼泊金丁酯的收率可达71．9％。此外杨喜平等u。。

7、还以纳米固体超强酸Fe20~so?-为催化剂催化合成了尼泊金丁酯。在酸醇摩尔比为1：5，催化剂用量为对羟基苯甲酸质量的3％．于110℃下反应3h合成尼泊金丁酯的酯化率为65．2％。孙春生等⋯研究的纳米固体超强酸SO?-／TiO催化剂在焙烧时间为3h，焙烧温度为400℃、酸醇摩尔比为1：5，催化剂用量为对羟基苯甲酸质量的8％，在116—119oC下回流3h，合成尼泊金丁酯的酯化率达78．19％。冯纪南等[123进一步深化研究了纳米固体超强酸，他们采用共沉淀法制备了稀土复合固体超强酸S0_，ZrO一2％Nd0催化剂。用该催化剂催化合成尼泊金丁