一種正丁酸異戊酯的製備方法
2023-05-23 08:36:56 1
專利名稱：一種正丁酸異戊酯的製備方法
技術領域：
本發明涉及一種以正丁醛和異戊醇為原料製備正丁酸異戊酯的方法。
工業上通常採用硫酸催化丁酸和異戊醇的酯化法來合成，該法不僅存在嚴重的腐蝕性、反應時間長，而且副反應多，產品收率也不高。葉慶國(葉慶國，馬殿濤，李建立反應精餾合成丁酸異戊酯青島化工學院學報，2000，21(2)112 114)等對此方法進行了改進，採用反應精餾合成丁酸異戊酯，在內徑Φ20mm×200mm，塔高1.5m的玻璃填料塔中進行，其工藝條件是醇酸摩爾比為1.05，硫酸用量(質量分數)為丁酸質量的1％，異戊醇從第5塊理論板加入，丁酸和催化劑在塔中部加入，反應溫度為120℃，反應時間1.5h。在此工藝條件下重複做反應精餾實驗，酯收率為93.6％。與間歇酯化法相比，醇酸比小，反應時間短，酯收率由78.9％提高到93.6％。然而並未克服硫酸的其他缺點。
1992年以MCM41S為代表的介孔分子篩的發現，為催化、分離和新型無機材料等學科，開闢了新的研究領域。在催化化學學科，將Ti、Zr、Mo、W等有某種催化活性的過渡金屬元素以高分散的形態嵌入介孔分子篩骨架，由此製備出新型介孔分子篩催化劑材料，以及在此基礎上開展的大分子有機化合物催化研究是近幾年發展十分迅速的研究領域。
本發明是通過介孔分子篩催化劑來合成正丁酸異戊酯。介孔分子篩催化劑可以與溶液分離，重複使用，對環境無汙染且正丁酸異戊酯的收率可達100％。
本發明公開的正丁酸異戊酯的製備方法，該方法將正丁醛和異戊醇溶解在二氯甲烷中，攪拌均勻後加入分子篩催化劑，其分子篩催化劑為TS-1，Ti-MCM-41，Ti-HMS，TAPO-5其中之一，20-60℃回流，回流2-16小時後，從反應混合物中收生成物。
本發明中所提供的正丁酸異戊酯的合成中分子篩催化劑TS-1，Ti-MCM-41，Ti-HMS，TAPO-5的用量為0.005-0.015g.ml-1。
本發明中所提供的正丁酸異戊酯的合成中，正丁醛和異戊醇的摩爾比為1∶1-1∶4。
本發明具有如下優點(1)產物正丁酸異戊酯的收率高(100％)；(2)反應一步完成，過程簡單；(3)與傳統催化劑硫酸相比，對環境無汙染；(4)催化劑可重複利用。因而是一種經濟且環境友好製備方法。
催化劑摩爾比時間溫度轉化率選擇性(醛∶醇)(h)(℃)(％) (％)1TS-1 1.0∶4.02-320-60100 1002Ti-MCM41 1.0∶4.012 20-60100 1003Ti-HMS1.0∶4.014 20-60100 984TPAO-51.0∶4.016 20-60100 965- 1.0∶4.016 20-60- -實施例5-9相同催化劑上反應物間不同摩爾比對反應結果的影響實驗條件為100ml三頸瓶中，20ml CH2Cl2溶劑，催化劑TS-10.2g，CH3(CH2)2CHO 0.02mol，(CH3)2CHCH2CH2OH 0.02-0.08mol(實施例5-9)，20-60℃回流2-10h。
催化劑摩爾比 時間溫度轉化率選擇性(0.2克) (醛∶醇) (h)(℃) (％) (％)5 TS-10.02∶0.021020-60 28476 TS-10.02∶0.031020-60 46687 TS-10.02∶0.041020-60 58878 TS-10.02∶0.06 320-60 100 1009 TS-10.02∶0.082-3 20-60 100 100實施例10-13催化劑用量對反應的影響實驗條件為100ml三頸瓶中，20ml CH2Cl2溶劑，CH3(CH2)2CHO 0.02mol，(CH3)2CHCH2CH2OH 0.08mol，催化劑TS-10.05-0.02g(實施例10-13)，20-60℃回流2-10h。
催化劑 摩爾比時間溫度 轉化率 選擇性(TS-1，克) (醛∶醇)(h)(℃)(％)(％)10 0.05 0.02∶0.081020-60 100 10011 0.10 0.02∶0.08 720-60 100 10012 0.15 0.02∶0.08 520-60 100 10013 0.20 0.02∶0.082-3 20-60 100 100
權利要求
1.一種正丁酸異戊酯的製備方法，其特徵在於該方法將正丁醛和異戊醇溶解在二氯甲烷中，攪拌均勻後加入分子篩催化劑，其分子篩催化劑為TS-1，Ti-MCM-41，Ti-HMS，TAPO-5其中之一，20-60℃回流，回流2-16小時後，從反應混合物中收生成物。
2.如權利要求書1所述的製備方法，其特徵在於分子篩催化劑TS-1，Ti-MCM-41，Ti-HMS，TAPO-5中鈦與矽的摩爾比為0.005-0.2∶1。
3.如權利要求書1所述的製備方法，其特徵在於分子篩催化劑TS-1，Ti-MCM-41，Ti-HMS，TAPO-5的用量為0.005-0.015g.ml-1。
4.如權利要求書1所述的製備方法，其特徵在於正丁醛和異戊醇的摩爾比為1∶1-1∶4。
全文摘要
本發明提供了一種正丁酸異戊酯的製備方法。本發明以正丁醛和異戊醇為原料，以TS－1，Ti－MCM－41，Ti－HMS，TAPO－5分子篩為催化劑，20－60℃回流條件下製備正丁酸異戊酯。這種合成方法所得到的正丁酸異戊酯的收率可達到100％，且分子篩催化劑可以回收利用，對環境無汙染，是製備正丁酸異戊酯的一種簡便、經濟、環境友好的方法。
文檔編號C07C67/00GK1410410SQ02143890
公開日2003年4月16日 申請日期2002年10月11日 優先權日2002年10月11日
發明者王曉來, 趙睿, 索繼栓 申請人:中國科學院蘭州化學物理研究所