文档介绍：固体超强酸催化合成癸二酸二异辛酯陈群(常州工程职业技术学院化学工程系,江苏 213004 ) 摘要:选择多种催化剂用于催化癸二酸和 2- 乙基己醇合成癸二酸二异辛酯,研究了固体超强酸 SO 4 2- /TiO 2 -Al 2O 3 的催化性能,并考察了影响反应的因素,结果表明适宜的反应条件为:醇酸物质的量比为 3:1; 催化剂用量为 g/mol 癸二酸; 带水剂甲苯为 10mL ; 反应时间为 , 酯化率达 % 。关键词:固体超强酸;癸二酸二异辛酯癸二酸二异辛酯又称双-2- 乙基己基癸二酸酯,用作低温增塑剂,常应用于聚氯乙烯耐寒塑料薄膜和人造革等制品的制造工艺中[1] 。传统的合成方法是用硫酸作催化剂,癸二酸与异辛醇直接进行反应。该方法工艺复杂,反应选择性差,产品质量不好,设备腐蚀严重,同时会产生大量废液污染环境。近年来已有非酸催化合成癸二酸二异辛酯的报道[2~ 4]。作者以 SO 4 2-/TiO 2-Al 2O 3 固体超强酸?作催化剂,催化合成癸二酸二异辛酯,在适宜条件下,酯化率可达 % 。 1 实验部分 试剂与仪器 2- 乙基己醇(异辛醇) 、三氯化铝、四氯化钛、氨水、硫酸均为化学纯;硫酸铁铵、氧氯化锆、磷钨酸、甲苯为分析纯;癸二酸为工业品。 WAY -1S 阿贝折射仪:上海光学仪器厂; FT-IR 红外光谱仪:美国 PE 公司。 催化剂 SO 4 2-/TiO 2-Al 2O 3的制备按一定的 Ti和Al原子比,称取四氯化钛和三氯化铝配成溶液,用氨水作沉淀剂,控制PH 值为 78 ,沉淀物经过滤、洗涤、研磨,过 100 目筛,用 硫酸浸渍一定时间,抽滤, 110 ℃干燥,于 400 ℃下活化 3h,冷却,置于干燥器中备用。参照文献[5~8] 分别制备了 SO 4 2-/TiO 2/Nd 3+、SO 4 2-/ZrO 2、SO 4 2-/ZrO 2、SO 4 2-/ZrO 2-TiO 2 等固体酸催化剂。 酯化反应在装 1 有分水器、温度计、回流冷凝器的四口烧瓶中,加入一定量的癸二酸和 2- 乙基己醇(异辛醇)、甲苯和催化剂固体超强酸 SO 4 2-/TiO 2-Al 2O 3,在回流状态下进行酯化反应, 反应终了时取样测定其酸值,酸值的测定根据 GB1668-81 方法进行,以体系的酸值计算酯化率: 酯化率=(1-反应前某一时刻的酸值/反应液初始酸值) ×100% 反应结束后,过滤分离出催化剂,将反应液转入蒸馏瓶中,进行蒸馏,在减压条件下先蒸出醇和甲苯,再收集沸点 246-247 0C/400Pa 的馏分为产品。 2 结果与讨论 催化性能比较分别选用硫酸铁铵、磷钨酸、SO 4 2-/TiO 2/Nd 3+、SO 4 2-/ZrO 2、SO 4 2-/ZrO 2、SO 4 2-/ZrO 2-TiO 2、 SO 4 2-/TiO 2-Al 2O 3等作催化剂,催化合成癸二酸二异辛酯,结果见表 1。表1 不同催化剂对转化率的影响* 催化剂 n(酸):n( 醇)/ 摩尔比甲苯量/ml 回流温度/℃反应时间/h 酯化率/% SO 4 2- /TiO 2 /Nd 3+ 1: 10 116 122 5 SO 4 2- /TiO 2 -Al 2O 3 1:3