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当代化工研究
化学新课标
2016-07
SO,2-/TiO。-SnO。固体超强酸无溶剂催化合成季
戊四醇硬脂酸酯 O郑晓凤于洋刘海舰
（曲阜师范大学化学与化工学院山东273165）
摘要：在S0,一/TiO。-Ss0,因体超强酸催化下，采用无溶剂法研究事戊回醇硬脂酸酯的合成，分别考察催化剂用量、反应物序尔比，反应时间和反应温度等对酯化反应的影响。结果表明，催化剂的用量为反应物总质量的2.0%，季戊四解和硬脂酸的厚尔比为1:4.4，反应温度为190°℃，
反应时间为4h时，季戊四醇硬脂酸酯的产率达89.4%。对产物逐行了"HNMR。MS表征，关键词：季戊四醇；硬酯酸；季戊四醇硬脂酸酯；固体超强酸；无溶剂条件
基金项目：山东省优秀中青年科学家科研奖励基金项助(批准号BS2014CL015,BS2014NJ015)
中图分类号：T
文载标识码：A
SynthesizepentaerythritolstearatecatalyzedbySo,2-/Tio,-SnO,solid
superacidwithoutsolvent Zheng Xiaofeng, Yu Yang, Liu Haijian
(School of Chemistry and Chemical Engineering,QufuNormal University,Shandong,273165)
Abstracf:In this paper; arnder zhe catalysis of SO, -/TiO,-SrO, solid super acid, it adopts rhe no-solven merhod in the research of zhe synthesis
of pentaerythritof sfearate, besides, ir respectively fakes imvestigatio of zhe influence of cafalyst dosage, reactanf molar ratio, neacfion time and rearcrion lemperatere on the esterification reaction. Resalts show thar rhe dosage of rhe catalysf covers 2.0% of rhe tofal mass of reactants, molar ratio of pentaerythritof and stearic acid is I:4. 4, reaction temperatire is 190°c, reacrion time is 4 h and prodarcrtivity of penfaeryrhritol stearate reaches fo 89.4%, besides, it takes ‘HNMR and MS representarions of rhe producz8.
Key words: pentaeryrhritol; stearic acid; pentaerythritof stearate; solid stperacid; the solvent-free condition
季戊四醇酯热稳定性好，不易氧化，抗燃性好，润滑性能优，粘度指数高并具有良好的表面成膜性等特点，在工、农业领域和科研上具有广泛用途。传统上，以质子酸，硫酸、盐酸、对甲苯磺酸等催化合成季戊四醇衍生物，以苯系带水剂脱水提高产率。近来新的季戊四醇衍生物合成方法被报道，如伊朗的Albadi等利用聚4-乙烯基吡啶Cul为催化剂研究季戊四醇缩合物的合成，HamidReza等以纤维素硫酸的催化效能，印度的Pandurangan等和西南大学的张凤秀教授研究微波辅助催化合成季戊四醇酯，华东师范大学戴立益教授研究了离子液体类催化剂在季戊四醇衍生物合成中的应用等。季戊四醇与脂酸均为固体化合物，两者间的反应给溶剂选择带来困难。本文在无溶剂条件下，以SO.3-/TiO， SnO,型固体超强酸为催化剂，利用水泵间歇式减压脱水，催化合成季戊四醇硬脂酸酯，此合成方法为固相反应提供了一种有效思路，具有一定的工业前景。
反应方程式
HO--OH uno
一、实验部分
1.固体超强酸维化剂的制备
品
在去离子水中，溶解摩尔比为3:1的硫酸钛和氯化亚锡，边搅拌边滴加氨水调节PH值至8-9；24h后，抽滤、洗涤去除有害离子，于110oC-120oC干燥12h，粉碎过筛：用0.5mol，L-1的硫酸溶液浸渍5min后过滤，干燥后在500-
600oC电阻炉中焙烧3h，得到目标产品。万方数据
2.季成四醇硬脂酸酯的合成
取13.6g季戊四醇，122.3g硬脂酸（物料比1:4~1:4.3》和0.5%~2.5%的固体超强酸催化剂，放入250ml三口烧瓶中，控温160~200℃，待固体完全熔融后，边搅拌边用水泵间歌式减压脱水进行反应，直至无水生成。冷却后将产物溶于氯仿，过滤回收催化剂，得粗产品，用冷碳酸氢钠溶液洗涤去除过量硬脂酸，重结晶（95%的乙醇中）后抽滤、干焕，得白色蜡状固体，计算产率。
3.产品分析
NEXUS-470型傅里叶变换红外光谱仪（KBr压片法，美国Nicolet公司）：NMRBruker-DPX，300MHz核磁共振仪（英国oxford公司）
结果与讨论 1.IR分析
IR谱中，2916cm-1、2849cm-1为-CH,中CH伸缩振动吸收峰，1736cm-1为羰基的伸缩振动吸收峰，1471cm-1 为甲基和亚甲基中C-H的面内弯曲振动吸收峰，1176cm-1 是醚键C-O-C的伸缩振动特征峰，以上基团与目标产品相符。
2.1HNMR分析
1HNMR谱图中有6种不同化学环境的氢核，其中 8=0.85~0.90为-CH,中H的信号峰，8=1.25为-(CH,)。中26个H的信号峰，6=1.59为与-CH,-COO-中亚甲基相连的-CH,-中2个H的信号吸收峰，8=2.27-2.32为-CH， COO-中亚甲基H的信号峰，8=4.10为片段-CH20-C-中亚