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离子液体及其催化合成乙酸乙酯研究进展
但是由于 Lewis酸离子液体对水和空气不稳定,而在合成 乙酸乙酯过程中 又 有 水 生 成,难 免 会 有 一 定 程 度 的 破 坏,重 复 使用的次数有限,因此工业应用受到了限制[3]。
2.2 Brnsted酸性离子液体
与 Lewis酸型离子液体相比,Brnsted酸性离子液体研究起 步较晚,但是对水和空气则较为稳定。它是通过向一般离子液 体的阳离子或阴离子,特别是在阳离子咪唑环上的氮原子上引 入某些具有催化活性的官能团而制得的。
2002年 Cole等[4]首次报道了 Brnsted酸性离子液体的合 成过程,并发 现 其 在 乙 酸 乙 酯 合 成 反 应 中 具 有 良 好 的 催 化 活 性,自此,Brnsted酸性离子液体得到了广泛的研究和发展。
1 离子液体概述 1.1 分类
MacFarlane等人根据离子液体的酸碱性,对其做了分类,包 括酸性离子液体、碱性离子液体及中性离子液体。对于酸碱性 离子液体,又可分为 Lewis酸碱离子液体和 Brnsted酸碱离子 液体。例如氯铝酸盐离子液体就是 Lewis酸碱离子液体,根据 三氯化铝所占比 例 的 多 少,离 子 液 体 可 表 现 为 酸 性、碱 性 或 中 性;Brnsted酸碱离子液体是指离子体系中含有活性质子 H或 OH-的离子液体,含 H的为 Brnsted酸性离子液体,含 OH-的 为 Brnsted碱性离子液体。
1.2 在有机反应中的应用
1.2.1 绿色反应溶剂 离子液体相比于有机溶剂,具有极低的蒸气压、不易挥发、
无毒、不易燃易爆、有较高的热稳定性和化学稳定性,近年来在 Friedel-Crafts反应、Diels-Alder反应、碳 -碳偶联反应、氧化 还原反应、酯化反 应、加 成 反 应 等 各 种 有 机 反 应 得 到 了 广 泛 的 应用icLiquidsandTheirCatalyticSynthesisofEthylAcetate
ZhaoLuqiang,ZhuGuisheng,WangZhonghua,LiXinyao
(JiangsuSopoGroupCo.,Ltd.,Zhenjiang 212006,China)
Abstract:Duetoitsgoodthermalstability,catalyticperformanceandeasyrecovery,ionicliquidshavegraduallyreplaced traditionalconcentratedsulfuricacidcatalystsinrecentyearsandbecomenewhotspotsinthesynthesisofethylacetate.This reviewsummarizesthehistoryofionicliquids,theirapplicationsandadvancesinthecatalyticsynthesisofethylacetate.The developmentprospectofionicliquidcatalysisisanalyzed. Keywords:ionicliquids;ethylacetate;catalyticsynthesis
离子液体作为一种新型的环境友好溶剂利液体酸催化剂, 它同时拥有液体酸的高密度反应活性位和固体酸的不挥发性。 离子液体的 低 挥 发 性 和 对 极 性、非 极 性 物 质 的 可 调 配 的 溶 解 性,使之应用在酯化反应中兼有便于产物后处理和催化剂回收 的优势。因此,酸性离子液体具有取代硫酸催化剂应用于连续 催化酯化制备乙酸乙酯的潜力。
乙酸乙酯作为重要的化工中间体被广泛地应用于染料、医 药以及粘合剂等工业领域。乙酸乙酯的生产方法大多是以浓 硫酸为催化剂的直接酯化法。硫酸具有催化活性高、反应温度 低以及价格便宜 等 优 点,但 也 存 在 着 设 备 腐 蚀 严 重、产 物 与 硫 酸分离困难以及产生大量含酸废水,污染环境等问题。
第 5期
赵禄强,等:离子液体及其催化合成乙酸乙酯研究进展
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离子液体及其催化合成乙酸乙酯研究进展
赵禄强,朱桂生,王忠华,李昕瑶
(江苏索普集团有限公司,江苏 镇江 212006)
摘要:离子液体以其良好的热稳定性、催化性能和易于回收等优点,近年来逐渐取代传统浓硫酸催化剂,成为乙酸乙酯合成工艺中的新 研究热点。本文综述了离子液体的发展历史、应用以及在催化合成乙酸乙酯中的研究进展,分析了离子液体催化技术的发展前景。 关键词:离子液体;乙酸乙酯;催化合成 中图分类号:TQ225.24 文献标识码:A 文章编号:1008-021X(2018)05-0069-02
2 离子液体催化合成乙酸乙酯研究进展 2.1 Lewis酸离子液体
将有机卤化物盐直接与 Lewis酸(最常用的是 AlCl3)作用, 是早期制备 Lewis类离子液体最常用的方法。
尉志苹[2]等研究了 1-己基吡啶氟硼酸盐离子液体的合成 及表征,并利用 1-己基吡啶氟硼酸盐离子液体作溶剂和催化 剂,通过酯化反应在反应精馏装置中合成乙酸乙酯。考察了回 流比、进料比及离 子 液 体 用 量 对 反 应 精 馏 的 影 响,并 考 察 了 离 子液体的重复使用性能。结果表明,该离子液体为 Lewis酸,具 有催化活性,将其用于酯化反应,使选择性得到显著的提高,离 子液体重复使用 5次,其催化活性基本不变。适宜的反应条件 (进料比)为:n(乙酸)∶n(乙醇)=1.1∶1.0,离子液体用量为 n (乙酸)∶n(离子液体)=8.0∶1.0,回流比为 3.0。
研究发现,离子液 体 作 为 反 应 介 质,可 以 提 高 反 应 的 速 率 和催化活性,更重要 的 是 离 子 液 体 本 身 也 可 以 作 为 一 种 “绿 色 环保”的高效新 催 化 材 料,代 替 有 毒、污 染 严 重 的 传 统 催 化 剂。
而近年来,更多的 研 究 被 投 入 到 功 能 化 的 离 子 液 体 的 催 化 中, 根据反应和催化过程本身的特点作适当调变,大大拓宽了其在 催化反应过程中的应用范围与前景,成为当今绿色化工的热点 研究方向。