專利名稱：一種磷鎢酸作為催化劑在混合醇酯化中的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磷鎢酸作為催化劑在混合醇酯化中的應(yīng)用，具體涉及一種基于不同空間位阻結(jié)構(gòu)的C4-C5醇的選擇性酯化反應(yīng)的催化劑的應(yīng)用，該催化劑用于不同空間位阻結(jié)構(gòu)的C4-C5醇與乙酸反應(yīng)生成相應(yīng)的酯，屬于化工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
酯類物質(zhì)被廣泛地用作溶劑、香料和防腐劑，在食品、工業(yè)、日用化工及藥物生產(chǎn)中十分重要。酯化反應(yīng)是有機(jī)合成中的一類重要反應(yīng)，通常是由有機(jī)酸和醇反應(yīng)，生成酯和水。目前，磷鎢酸作為催化劑應(yīng)用于C4-C5醇與乙酸的酯化反應(yīng)時(shí)只涉及單一的醇和酸反應(yīng)，而混合醇同時(shí)與酸反應(yīng)還未見報(bào)道，混合醇同時(shí)與酸反應(yīng)的反應(yīng)規(guī)律對指導(dǎo)酯合成的工業(yè)化生產(chǎn)具有重要意義。此外，反應(yīng)物醇羥基的位置不同和碳鏈的連接方式不同都可能對酯化反應(yīng)具有很大的影響，探討反應(yīng)物醇羥基的位置不同和碳鏈的連接方式不同都對實(shí)際生產(chǎn)具有重要的指導(dǎo)意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種磷鎢酸作為催化劑在混合醇酯化中的應(yīng)用，具體涉及一種基于不同空間位阻結(jié)構(gòu)的C4-C5醇的選擇性酯化反應(yīng)的催化劑的應(yīng)用。磷鎢酸作為催化劑能夠使C4-C5混合醇同時(shí)與單一的酸進(jìn)行良好的反應(yīng)。

本發(fā)明的目的由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種磷鎢酸作為催化劑在混合醇酯化中的應(yīng)用，步驟如下:在反應(yīng)器中加入混合醇、乙酸、磷鎢酸和溶劑并混合均勻，在攪拌下加熱至95 120°C回流，反應(yīng)1.5h 3h后，反應(yīng)結(jié)束，停止攪拌，停止加熱，冷卻至室溫，得到混合酯；所述磷鎢酸的化學(xué)式為H3PO4.12W03.χΗ20, x為I 12的正整數(shù)；所述混合醇、乙酸、磷鎢酸和溶劑組成反應(yīng)液，其中，磷鎢酸的質(zhì)量占反應(yīng)液總質(zhì)量的1.0% 2.0% ；所述混合醇為正丁醇、仲丁醇或叔丁醇中任意兩種混合物，或正戊醇和異戊醇兩種的混合物；當(dāng)所述混合醇為正丁醇、仲丁醇或叔丁醇中任意兩種混合物時(shí)，兩種醇的物質(zhì)的量相等，混合醇的總物質(zhì)的量與乙酸的物質(zhì)的量比為0.8:1 1.1:1,溶劑的質(zhì)量占反應(yīng)液總質(zhì)量的21% 31% ；當(dāng)所述混合醇為正戊醇和異戊醇兩種的混合物時(shí)，兩種醇的物質(zhì)的量相等，混合醇的總物質(zhì)的量與乙酸的物質(zhì)的量比為0.8:1 1.2:1,溶劑的質(zhì)量占反應(yīng)液總質(zhì)量的13% 22% ；所述溶劑為甲苯或環(huán)己烷中的一種。有益效果磷鎢酸作為催化劑能夠使C4-C5混合醇同時(shí)與單一的酸進(jìn)行良好的反應(yīng)。正丁醇、仲丁醇、叔丁醇中任意兩種組成的混合醇能夠同時(shí)與乙酸充分的反應(yīng)，產(chǎn)物的產(chǎn)率相差較大，此方法在工業(yè)生產(chǎn)中便于產(chǎn)物分離提純；正戊醇和異戊醇也能夠同時(shí)與乙酸充分反應(yīng)，且二者的選擇性和產(chǎn)率都較高，混合反應(yīng)對產(chǎn)率幾乎無影響。且磷鎢酸具有很好的選擇性和較高的催化活性，反應(yīng)條件溫和，對環(huán)境友好。可有效地避免催化劑本身對反應(yīng)設(shè)備的腐蝕，催化劑本身對環(huán)境污染輕微，有效的促使羧酸酯的生產(chǎn)向綠色合成轉(zhuǎn)變，大幅度減少化工生產(chǎn)的社會成本。此外，不同空間位阻結(jié)構(gòu)的C4-C5醇的酯化程度與醇的結(jié)構(gòu)即羥基的位置密切相關(guān)，酯化能力:伯醇〉仲醇〉叔醇。碳鏈的連接方式對酯生成產(chǎn)率影響小。這對工業(yè)生產(chǎn)具有重要的指導(dǎo)意義。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例來詳述本發(fā)明，但不限于此。實(shí)施例1將正丁醇和仲丁醇各0.1lmol,乙酸0.20mol,環(huán)己燒8mL,磷鶴酸0.504g,依次加入到帶有回流分水器的三口燒瓶中，在攪拌下加熱至95°C回流3小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束，停止攪拌，停止加熱，冷卻至室溫，得到產(chǎn)物；所述磷鎢酸的化學(xué)式SH3PO4.12W03.H2O0采用外標(biāo)法在氣相色譜儀上對產(chǎn)物進(jìn)行測試:測試條件:氣化室溫度230 °C，檢測器:FID，檢測器溫度:230 °C，載氣:氮?dú)?99.9%)，分流比:30:1，N2000型色譜工作站處理數(shù)據(jù)。分離條件:在50°C保持Omin，以10°C /min的速度升到180°C，并在180°C保持Omin0根據(jù)測試得到的氣相色譜圖計(jì)算選擇性和產(chǎn)率，見表1，說明磷鎢酸作為催化劑的情況下，正丁醇和仲丁醇能夠同時(shí)與乙酸充分的反應(yīng)，二者選擇性和產(chǎn)率都較高，且產(chǎn)物便于分離提純。表I
權(quán)利要求
1.一種磷鎢酸作為催化劑在混合醇酯化中的應(yīng)用，其特征在于:所述應(yīng)用步驟如下: 在反應(yīng)器中加入混合醇、乙酸、磷鎢酸和溶劑并混合均勻，在攪拌下加熱至95 120°C回流，反應(yīng)1.5h 3h后，反應(yīng)結(jié)束，停止攪拌，停止加熱，冷卻至室溫，得到混合酯； 所述磷鎢酸的化學(xué)式為H3PO4.12W03.xH20, X為1 12的正整數(shù)； 所述混合醇、乙酸、磷鎢酸和溶劑組成反應(yīng)液，其中，磷鎢酸的質(zhì)量占反應(yīng)液總質(zhì)量的1.0% 2.0% ； 所述混合醇為正丁醇、仲丁醇或叔丁醇中任意兩種混合物，或正戊醇和異戊醇兩種的混合物； 當(dāng)所述混合醇為正丁醇、仲丁醇或叔丁醇中任意兩種混合物時(shí)，兩種醇的物質(zhì)的量相等,混合醇的總物質(zhì)的量與乙酸的物質(zhì)的量比為0.8:1 1.1:1，溶劑的質(zhì)量占反應(yīng)液總質(zhì)量的21% 31% ； 當(dāng)所述混合醇為正戊醇和異戊醇兩種的混合物時(shí)，兩種醇的物質(zhì)的量相等，混合醇的總物質(zhì)的量與乙酸的物質(zhì)的量比為0.8:1 1.2:1,溶劑的質(zhì)量占反應(yīng)液總質(zhì)量的13% 22% ； 所述溶劑為甲苯或環(huán)己烷中的一種。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種磷鎢酸作為催化劑在混合醇酯化中的應(yīng)用，屬于化工領(lǐng)域。所述應(yīng)用步驟如下在反應(yīng)器中加入混合醇、乙酸、磷鎢酸和溶劑并混合均勻，在攪拌下加熱至95～120℃回流，反應(yīng)1.5h～3h后，反應(yīng)結(jié)束，停止攪拌，停止加熱，冷卻至室溫，得到混合酯。所述磷鎢酸的化學(xué)式為H3PO4﹒12WO3﹒xH2O，x為1～12的正整數(shù)；所述混合醇為正丁醇、仲丁醇或叔丁醇中任意兩種混合物，或正戊醇和異戊醇兩種的混合物；所述溶劑為甲苯或環(huán)己烷中的一種。所述磷鎢酸作為催化劑能夠使C4-C5混合醇同時(shí)與單一的酸進(jìn)行良好的反應(yīng)。
文檔編號C07C69/14GK103145551SQ20131007675
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月11日
發(fā)明者黃如丹, 蔡軍茹, 尹雪娜, 李娜, 張靜 申請人:北京理工大學(xué)