文档介绍：酸性离子液体催化合成柠檬酸三丁酯
摘要:目的:以离子液体1-(3-磺酸基)丙基-3-甲基咪唑硫酸盐([PSmim][HSO4])为催化剂催化合成柠檬酸三丁酯。方法:合成离子液体1-(3-磺酸基)丙基-3-甲基咪唑硫酸盐,并作为催化剂催化合成柠檬酸三丁酯。离子液体与浓硫酸的催化合成TBC的活性差异进行比较。结果:离子液体催化合成柠檬酸三丁酯催化效率高与浓硫酸,%,浓硫酸催化TBC平均收率86%。离子液体[PSmim][HSO4]与柠檬酸三丁酯均以 NMR表征。结论:酸性离子催化合成TBC具有清洁、重复利用、催化活性高及后处理简便等优点。
关键词:柠檬酸三丁酯离子液体催化
中图分类号:TQ414 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)03(c)-0070-03
2011年4月,台湾在食品当中发现了严重超标食品增塑剂,将增塑剂的安全问题推向了刀口浪尖;2012年11月“酒鬼酒塑化剂”事件曝光,将我们的视线再一次引向了塑化剂的安全性问题上;在接连不断的“塑化剂事件”中我们能够发现,塑化剂在我们的生活无处不在,如食品、化妆品、医疗器具玩具等[1];目前在实际生产中大部分使用的是邻苯二甲酸酯类塑化剂,具有致癌性、影响幼儿生殖系统等严重不良后果,且难以分解,不利于环境可持续发展[2~3];柠檬酸酯是一种无毒无害环境友好型塑化剂,是可再生的资源,是增塑效果好、环境友好、具有广阔发展前景的增塑剂[4~5],广泛应用于食品、纺织、皮革、化妆品等行业,也是重要的化工中间体。由于其有较好的生理特性,毒性低或者无毒,柠檬酸酯都适合食品包装材料,医疗器具如医药物品包装、血浆袋及一次性注射输液管等,可以解决由于大规模使用邻苯二甲酸酯而对环境产生的破坏、对于人体的伤害。
传统生产柠檬酸三丁酯(TBC)的方法多以浓硫酸为催化剂,具有催化活性高,价格低廉、反应温度低等优点,但是存在副反应多、产品色泽深、后处理工艺复杂、设备腐蚀严重以及废酸污染环境等缺点。近年来,关于TBC的合成方法有许多报道,其重点是筛选用于合成TBC酯化反应的高效催化剂的研究。TBC的合成催化剂主要可分为无机盐催化剂、有机酸催化剂、固体酸催化剂等。硫酸催化优点为催化的效率高,但是催化后处理困难、腐蚀反应装置、生成产物难以脱色,三废排放量大污染严重,无法重复利用而不利于实际生产;固体酸催化剂虽然克服了浓硫酸催化的弊端,但是由于相对的活性较低,酸密度不均匀等原因而限制了它的使用的范围[6-11]。离子液体既可以作为溶剂同时具有催化剂的作用[12-13],像醇酸酯化反应中应用离子液体就可以利用其酸性催化反应发生,同时由于反应产物极性降低易于从强极性离子液体分离中出来而大大简化了反应的后处理过程节约了成本。本文选用酸性功能化离子液体1-(3-磺酸基)丙基-3-甲基咪唑硫酸盐([PSmim][HSO4]) 作为催化剂,考察了其催化合成柠檬酸三丁酯的催化活性实验证明酸性离子液体催化TBC具有催化活性高、后处理简单,能够重复利用等优点。反应式如下。
1 仪器与试药
仪器
旋转蒸发器RE-52A;循环式真空泵; ZF7三用紫外分析仪;WQF-200型傅里叶变换红外光谱仪);H-NMR(Varian Mercury 400核磁共振仪)。
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