酯化反应研究进展

一氯乙酸

化性较弱,可以较好地防止反应产物的氧化着色,对设备的腐蚀程度也较小。杨桂朋以对甲苯磺酸为催化剂,苯为带水剂,让肉桂酸和丙醇发生酯化反应,在最适宜条件下,产率达96.4%。[23]

2.2 固体酸催化剂

固体酸催化剂主要包括强酸性离子交换树脂和沸石分子筛。强酸性离子交换树脂作为酯化催化剂,反应条件温和,副产物少,产物后处理简单,催化剂易与产品分离,可循环使用,便于连续化生产,对设备不腐蚀,受到研究者的普遍重视。赵银等以732阳离子交换树脂为催化剂,由肉桂酸和甲醇合成肉桂酸甲酯,肉桂酸的转化率达95.5%,且催化剂的性能稳定。沸石分子筛用作酯化反应催化剂的研究也十分活跃,主要原因是它具有极强的酸强度和适应性。其中,HZSM-5型沸石分子筛以其独特的基于微孔结构特征的形状选择性和强酸中心而倍受重视。[25][24]

2.3 盐酸盐、硫酸(氢)盐催化剂

在盐酸盐、硫酸盐等Lewis酸中,金属离子的外层轨道未被电子全充满,能够与孤电子对结合形成配位键,作为酸催化剂用于酯化反应。反应过程中,催化剂的金属离子与羧酸中的羧基氧发生络合,致使羰基碳的正电荷增加,反应活性增强,有利于醇分子中羟基氧的进攻而发生酯化反应。任玉荣等以氯化

[27]亚锡为催化剂合成乙酸丁酯,酯化率可达92.7%。梁学博等以CuSO4·5H2O为催化剂,合成醋酸环己[26]

酯,酯化收率可达96.7%,且催化剂可重复使用。

2.4 固体杂多酸催化剂

杂多酸是一类具有确定组成的含氧桥的多核高分子配合物,具有类似于分子筛的笼型结构,对多种有机反应表现出很好的催化活性。常用做酯化催化剂的是钨磷酸(H3PW12O40)、钨硅酸(H4SiW12O40)、

+钼磷酸(H3PMo12O40)、钨锗酸(H4GeW12O40)等几种。杂多酸催化活性高、表型H对酯化作用显著,

[28]选择性好,再生速度快。彭少洪等以磷钨杂多酸为催化剂,考察乙酸乙酯的合成,产率可达97%。

2.5 固体超强酸催化剂

固体超强酸是指比100%的硫酸还强的固体酸。固体超强酸是现代化学工业中极为重要的一类新型绿色工业催化材料,是人们研究的一大热点。固体超强酸对酯化反应具有催化活性高、反应选择性好、与

2-产品分离方便、对设备无腐蚀、不产生酸性废水等优点,是一种环境友好的绿色催化剂。特别是SO4/MxOy

型的固体超强酸,具有制备方法简单、使用温度较高、催化活性高、易同产物分离、易再生、不易腐蚀

2-2-2-设备等优点,主要有SO4/ZrO2、SO4/TiO2和SO4/Fe2O3等。近来,复合型的固体超强酸成了当前研究新

2-[29]的热点。汪显阳以固体超强酸S2O8/TiO2-ZrO2为催化剂,催化合成对羟基苯甲酸正丁酯,最佳条件下,

2-[30]酯化率可达94. 5%以上。张小曼等人利用磁性对固体超强酸组装,制备出磁性SO4/ZrO2 固体超强酸催

化剂,用于丁酸丁酯的合成反应中,酯化率可达96.4%,利用催化剂的磁性可将催化剂迅速分离,回收率

2-[31]达83.2%,并能重复使用。周如金等人用SO4/ZrO2为催化剂,催化马来酐和糠醇的反应,催化剂用量

为总反应物质量的10%,平均收率92.6%。

2.6 非酸催化剂

非酸催化剂的主要品种是铝、钛和锡的化合物,如氧化铝、二氧化钛、氧化亚锡、钛酸酯类等,它们可单独使用,也可制成复合催化剂。此类催化剂的主要特点是没有腐蚀性,产品质量好,色泽浅,副反

[32],比没有催化剂时产率提高。应少。周禾等采用钛酸四丁酯催化合成硝基卡因,产率达到82.1% 11.8%

结 语3

酯化反应是重要的有机化学反应之一,新型催化剂和催化酯化技术一直是化学家研究的重点。在寻求好的化学、生物酶催化剂的同时,要密切注意与现代物理催化手段相结合,与前沿的化学反应工艺相配合,来达到反应的最优化。另外各种新技术在工业上的推广应用也是化学工作者急需解决的重要课题

酯化反应研究进展

之一。

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