第01期
科研开发
硫酸高铈改性离子交换树脂催化合成丁酸异丁酯的研究
硫酸高铈改性离子交换树脂催化合成丁酸异丁酯的研究
张士真1李继红2
(1.商丘技师学院，河南商丘476000;2.河南省医药学校，开封475001)
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摘要：采用硫酸高铺与阳离子交换树脂反应制备的改性离子交换树脂催化合成丁酸异丁酯。考察了催化剂用量、醇酸物质的量比、反应时间、带水剂种类及催化剂重复使用性等因素对收率的影响。结果表明该继化剂与反应体系形成非均相物系，具有易分离回收，催化活性高，反应时间短，出水速率快，合成工艺流程简单，操作方便，不易腐蚀设备，废液排放量少，不需加带水剂即可获得较为理想的收率等优势，基本革除了浓硫酸为酯化催化剂存在的设备腐蚀严重、后处理工艺复杂、废液排放量多等端。硫酸高锦改性高子交换树脂是合成丁酸异丁酯的高效、经济且环境友好的酯化催化剂，具有一定的工业化应用前景。适宜反应条件为：正丁酸0.15mol，醇酸物质的量比1.3，催化剂2.0g，反应时间40min，收率85.7%。
关键词：硫酸高铈改性离子交换树脂；丁酸异丁酯；催化；合成
中图分类号：TQ655
文献标识码：A
文章编号：16728114(2010)01-0039-03
化学纯；异丁醇；碳酸钠，分析纯；氯化钠，分析
丁酸异丁酯是无色液体，有苹果、菠萝似香
气，是我国GB2760-88规定允许使用的食用香料。主要用以配制桃、查和浆果类等型香精。工业上采用浓硫酸催化下正丁酸和异丁醇进行酯化反应而得11)，存在设备蚀严重、副反应多、后处理工艺复杂、暖液排放量大等缺点。采用稀土复合固体超强酸[2]、四氯化锡[3]、LaCls·7H,O[4]、强酸性阳离子交换树脂(5]、磷钨酸[6]及TiSiWi2O/TiO,[7]等催化剂均对酯的合成有较好的催化效果。笔者自制了经硫酸高铺改性的离子交换树脂用于催化合成丁酸异丁酯，结果表明该催化剂具有活性高，易分离，后处理工艺简单，操作方便，废液排放量少，有定的重复使用性等优点。适宜条件下收率为 85.7%。
1材料与方法 1.1材料与仪器
732型强酸性阳离子交换树脂丹东市东方
树脂厂，一等品；36-38%盐酸；硫酸高铺；正丁酸，
作者简介：张士真，商丘技师学院。
★通讯联系人万方数据
纯。其余试剂均为分析纯。
KDM型磁力搅拌电热套、SHB-Ⅱ型循环水
式多用真空泵郑州；，WZS-1型阿贝折光仪，A-vatar360FT-IR型红外光谱仪美国。
1.2催化剂Ce(SO4)a/强酸性阳离子交换树脂的制备
1.2.1强酸性阳离子交换树脂的预处理
732型强酸性阳离子交换树脂在使用前将其
由Na-型转化成H-型：取300g树脂放人2000mL 烧杯中，用蒸留水反复洗涤后，加人800mL蒸留水和400mL36-38%盐酸，搅拌，静置48h，过滤后将
其转至表面皿，在烘箱中于42℃烘12h待用。 1.2.2催化剂的制备
在500mL烧杯中加入150mL蒸馏水和
10mL98%的浓硫酸，搅拌均匀后加入20g硫酸高铺，搅拌至完全溶解，再加人处理好的离子交换树脂，搅拌1h，静置72h。抽滤，在烘箱中于40℃下
恒温12h。制备好的催化剂装人试剂瓶待用。 1.3丁酸异丁酯的合成
在装有温度计、分水器、回流冷凝管的三口
烧瓶中加人0.15mol正丁酸、一定量的异丁醇和催化剂，分水器中预先加满异丁醇，加热回流反应，至出现冷凝液时计时。反应一定时间，冷却、静置，