Br_nsted-Lewi雙酸型離子液體催化酯交換反應(yīng)的研究.pdf

1、酯交換反應(yīng)是有機化學(xué)中一種重要的反應(yīng)，常用的催化劑大多存在著催化劑與產(chǎn)物難分離、較難回收利用的缺點，開發(fā)一類催化性能高、可重復(fù)利用的催化劑成為研究的熱點?；谒峁δ芑x子液體結(jié)構(gòu)可設(shè)計和酸性可調(diào)變的特性，本文合成了10種酸性離子液體，利用吡啶探針FT-IR鑒定了部分離子液體Brφnsted和Lewis酸型，利用乙腈探針FT-IR比較了同種離子液體Lewis酸性的大小和不同種類離子液體Lewis酸性的大小。并將合成的離子液體應(yīng)用到酯交換反

2、應(yīng)中得到以下結(jié)論：
　　離子液體催化聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)和異辛醇酯交換制備對苯二甲酸二異辛酯(DOTP)，和傳統(tǒng)催化劑進(jìn)行了比較，結(jié)果表明Brφnsted-Lewis酸型的離子液體(3-磺酸)-丙基三乙基銨氯鋅酸鹽[HSO3-(CH2)3-NEt3]Cl-ZnCl2(x=0.67，x為ZnCl2的摩爾含量)的催化性能高于常規(guī)催化劑性能，在此離子液體條件下，考察了影響反應(yīng)的多種因素，得到了制備DOTP較佳工藝條件：n(PE

3、T重復(fù)單元)：n(異辛醇)=1:5，m(PET)：m(離子液體)=5:2，于210℃下反應(yīng)8h時，PET的轉(zhuǎn)化率幾乎為100%，DOTP和乙二醇(EG)的收率達(dá)到94.9％和95.6％。
　　離子液體催化PET和正丁醇酯交換制備對苯二甲酸二丁酯(DBTP)，多種常規(guī)催化劑和離子液體催化劑進(jìn)行了催化性能比較，結(jié)果表明：具有Brφnsted-Lewis酸型的離子液體(3-磺酸)-丙基三乙基銨氯鋅酸鹽[HSO3-(CH2)3-NEt3]

4、Cl-ZnCl2(x=0.67)和(3-磺酸)-丙基-3-甲基咪唑氯鋅酸鹽[HSO3-(CH2)3-mim]Cl-ZnCl2(x=0.67)具有較佳的催化活性，均高于常規(guī)催化劑的催化性能。考察了在離子液體(3-磺酸)-丙基三乙基銨氯鋅酸鹽[HSO3-(CH2)3-NEt3]Cl-ZnCl2(x=0.67)條件下影響PET和正丁醇反應(yīng)的因素，得到了制備DBTP較佳的工藝條件：n(PET重復(fù)單元)：n(正丁醇)=1:3，m(PET)：m(離

5、子液體)=5:1，于205℃下反應(yīng)8h時，PET的轉(zhuǎn)化率幾乎為100％，DBTP和EG的產(chǎn)率達(dá)到95.3％和95.7％。
　　離子液體催化大豆油和甲醇酯交換制備生物柴油，和傳統(tǒng)催化劑進(jìn)行了比較，結(jié)果表明：雖然常規(guī)催化劑NaOH和離子液體催化劑[HSO3-(CH2)3-NEt3]Cl-ZnCl2(x=0.67)的催化性能都比較好，但NaOH的應(yīng)用受原料油酸性的影響較大，而具有Brφnsted-Lewis酸型的離子液體(3-磺酸)-丙

6、基三乙基銨氯鋅酸鹽[HSO3-(CH2)3-NEt3]Cl-ZnCl2(x=0.67)基本不受原料油酸性的影響，考察了此離子液體條件下的單因素實驗，得到了較佳的工藝條件：n(甲醇)：n(大豆油)=8:1，m(大豆油)：m(離子液體)=20:3，于140℃反應(yīng)6h時，生物柴油的收率為95.7％。
　　對以上實驗中篩選出的催化性能較佳的離子液體都做了回收重復(fù)利用實驗，發(fā)現(xiàn)離子液體回收重復(fù)利用多次，其催化性能沒有明顯降低。此外并用FT-