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1、酯化反應的新型催化劑研究進展化學工藝纟侯利腔104753160822摘要：酯化反應是廣泛使用的化工反應，而催化劑的性能對酯化反應至關重耍,傳統(tǒng)催化劑逐漸淡出生產(chǎn)，新型催化劑在不斷研發(fā)應用指導工業(yè)生產(chǎn)，常見的樹脂型催化劑，分了篩型，雜多酸類及離了液體類催化劑等性能相比硫酸具有極大的提高，木文就新型催化劑做了列舉與比較，陳述了催化劑的研究進展。關鍵詞：酯化反應；新型催化劑；樹脂型催化劑；離子液體催化劑；1?前言竣酸酯是一類重要的精細右機化工產(chǎn)品，廣泛應用于溶劑、增塑劑、樹脂、涂料、香料、化妝品、醫(yī)藥、表面活性劑、有機合成等工業(yè)部門，竣酸與醇類的直接酯化，是工業(yè)牛產(chǎn)上制備竣酸酯的主要方法。
2、為了加快反應速度，緩和反應條件，酯化反應大多使用催化劑，濃硫酸是最常用的催化劑品種。盡管硫酸具冇理想的催化活性，但卻存在一些難以克服的問題。催化劑性能的優(yōu)劣對生產(chǎn)操作的工藝條件、產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量，以及產(chǎn)物后處理等影響很大。眾多酸化反應催化劑中，已經(jīng)投人工業(yè)化生產(chǎn)使用的為數(shù)不多，主要的問題是催化劑的制備、穩(wěn)定性及價格等因素，良好的酯化催化劑，除要求具有催化活性高、選擇性好外.述耍求其具冇足夠的機械強度，與產(chǎn)品易分離。價廉易得，無腐蝕，無污染等。因此?對酯化反應催化劑的深入研究?不斷開發(fā)新產(chǎn)品，盡早實現(xiàn)新型催化劑的工業(yè)應用，成為化學和化工工作者急需解決的重要課題。這對提高酯化產(chǎn)品的產(chǎn)量和
3、質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，減少環(huán)境污染，提高經(jīng)濟效益具有十分重要的意義。硫酸是化學工業(yè)中的重要產(chǎn)品Z—。具有原料易得、價格便宜、催化活性高、反應溫度低等優(yōu)點，故一直被作為竣酸酯化反應的經(jīng)典催化劑而廣泛使用著?其主要缺點是:a?因硫酸同時具有酯化、脫水、氧化等作用，選擇性不好，導致一系列副反應，使反應體系中常伴有少量副產(chǎn)物瞇、不飽和化合物、硫酸酯、硫基化合物等，并導致酯產(chǎn)品著色，影響質(zhì)量，也給產(chǎn)品的分離精制和過量原料的回收帶來困難。b.反應物料的后處理耍經(jīng)過中和、水洗等步驟，才能除去硫酸，不但工藝路線長，而且述造成產(chǎn)品損失，影響收率。c.硫酸是氧化性酸，對反應設備腐蝕嚴重，增加生產(chǎn)成本。d.
4、排放含酸廢水，造成環(huán)境污染。鑒丁此，人們對新型催化劑的研究一直方興未艾，己有較多的代替濃硫酸催化劑的研究報道。2.新型催化劑的研究進展2.1無機固體酸催化劑無機固體酸催化劑具有易于反應物分離，高溫熱穩(wěn)定性較好，便于連續(xù)操作,對設備腐蝕小等特點，同時也避免了樹脂催化劑酸強度較弱，不耐高溫，機械強度較差等缺點，作為催化劑及催化劑載體在有機合成領域中有廣闊的應用前景。一般酸型催化劑主要有磷酸、鹽酸、翻酸、氯磺酸、對甲苯成酸等。與硫酸相比。這類催化劑的氧化性較弱，可較好地防止反應產(chǎn)物的氧化著色，對設備的腐蝕程度也較小?但在產(chǎn)物的后處理及排放污染方而仍存在較大的問題。2.2非酸催化劑非酸類催化
5、劑是近年來發(fā)展起來的一個新方向。主要品種是鋁、鋅和錫的化合物，如氧化鋁、二氧化鐵、氧化亞錫、鋅酸酯類等，它們可單獨使用，也可制成復合催化劑。這類催化劑的主要特點是沒有腐蝕作用，產(chǎn)品質(zhì)量好，色澤淺,副反應少。但活性稍低，反應溫度一般較硫酸催化劑為高。魏榮寶等，采用鐵酸酷類、錯酸醋類為催化劑，催化合成乳酸醋.在最佳反應條件下，催化劑用量僅為總投料量的萬分之兒，醋收率達90%2.3固體雜多酸類催化劑雜多酸是由兩種以上無機含氧酸縮合而成的多元酸的總稱?是一類含有氧橋的多核高分了化合物，不僅具有多元酸和多電了還原能力，而且其酸性和氧化還原性可以通過變換組成元素在很大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，他對許多反應具有
6、較高的催化活性和選擇性，并且不揮發(fā)，對熱穩(wěn)定，污染小等冇利條件，可以大大減輕對設備的腐蝕，有利于催化劑的設計?冃前用固體雜多酸PW12/SiO2作催化劑合成了乳酸正丁醋，用TiSiW1204o/Ti02催化合成了丁酸異戊醋，用磷鉤雜多酸催化合成了己酸異戊酯等。固體雜多酸催化劑雜多酸(HPA)及其鹽是一類早已為人們熟知的無機化合物,其在冇機合成屮的的催化作用研究愈來愈受到研究者的關注。雜多酸是一類具冇確定組成的含氧橋的多核高分子配合物，具有類似于分子啼的籠型結(jié)構(gòu)特征，對多種有機反應表現(xiàn)出很好的催化活性。因雜多酸能與非水介質(zhì)極性溶劑生成“假液相”體系，并具有較強的酸性，因而它們能滿足酯化
7、條件。2.4金屬氯化物類催化劑金屈氯化物催化劑氯化鐵、氯化鋅、氯化鋁等金屈氯化物路易斯酸，因金屈離子的外層軌道未被屯子全充滿，能夠與孤電子對結(jié)合形成配位鍵，作為酸催化劑用于酯化反應，近年來研究報道較多。反應過程中，催化劑的金屬離子與竣酸屮的撥基氧發(fā)生絡合，致使尿基中的碳原子的正電荷增加，反應活性增強，有利于醇分了中摭基氧的進攻而發(fā)生酸化反應。結(jié)晶氯化鐵(FeCIs-6Hz0)是這類催化劑的典型代表,此外，還有SnC)2?2H20,CuC12?2H20,Cr
