[EMIm]BF4离子液体催化酯化反应

2019-03-14 20:14:36 adman 1

研究了以多种离子液体为催化剂合成新型环保无毒增塑剂酯的方法。考察了不同离子液体催化合成DBCH、DIOCH及TBC的效果,筛选出催化效果较好且能重复利用的几种离子液体后,考察了离子液体催化合成增塑剂酯的最佳工艺条件,同时研究其重复利用性能。 合成制备了十种离子液体,并由红外、核磁对其结构进行了表征。通过吡啶探针红外确定了九种酸性离子液体的Br?nsted酸性,并以pH值来表征离子液体的酸性大小,最后通过TG分析研究了离子液体的热分解温度,表明所合成的酸性离子液体均有较强酸性和热稳定性。 考察了不同种类离子液体催化合成环己烷1,2-二甲酸二酯和TBC的效果,筛选出了三种催化活性较高且可以重复利用的磺酸功能化的Bronsted酸性离子液体:[HSO_3-pmim]HSO_4、[HSO_3-pmim]PTSA、[HSO_3-pN(C_2H_5)_3]HSO_4。通过单因素实验法分别考察了酸性离子液体催化合成环己烷1,2-二甲酸二酯和TBC的最佳工艺条件。 合成DBCH的最佳工艺条件:n(正丁醇):n(HHPA)为2.5:1;离子液体用量为1%(以HHPA质量计);反应温度为130-150 oC;反应时间8 h。合成DIOCH的最佳工艺条件:n(异辛醇):n(HHPA)为2.5:1;离子液体用量为1 %;反应温度为170-190 oC;反应时间4 h。合成TBC的最佳工艺条件:n(正丁醇):n(柠檬酸)为4.5:1;离子液体用量为1 %(以柠檬酸质量计);反应温度为130-150 oC;反应时间8 h。 而后在确定的工艺条件下,考察[HSO3-pmim]HSO4、[HSO3-pmim]PTSA、[HSO_3-pN(C_2H_5)_3]HSO_4三种离子液体在催化合成环己烷1,2-二甲酸二酯和TBC的重复利用性能。对于DBCH来说,[HSO_3-pN(C_2H_5)_3]HSO_4和[HSO_3-pmim]PTSA重复利用性能较好,均能重复4次以上并保持酯化率大于90 %;而对于DIOCH,[HSO_3-pN(C_2H_5)_3]HSO_4和[HSO_3-pmim]HSO_4重复利用性能较好,能重复利用6次以上并保持酯化率在93 %以上;对于合成TBC来说,[HSO_3-pmim]HSO_4和[HSO_3-pN(C_2H_5)_3]HSO_4重复利用性能较好,均能重复5次以上并保持酯化率大于96%。 通过红外、质谱、核磁等手段确定了所合成的环己烷1,2-二甲酸二酯的结构;由气相色谱分析得到DBCH的纯度为99.30 %,DIOCH的纯度为98.86 %;而DBCH的热分解温度为218 oC,DIOCH的热分解温度为280 oC。同时测得DBCH与DIOCH的急性经口毒性LD50 10 000 mg·kg-1,均属实际无毒。并对产品外观、色号、酸值、气味、黏度、折光率进行了表征。通过红外确定了合成的TBC的结构,同时确定其纯度为99.76 %。

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