[發明專利]一種酯催化合成的方法

無效

• 申請號: 200910131936.7
• 申請日: 2009-03-27
• 公開（公告）號: CN101570483A
• 公開（公告）日: 2009-11-04
• 發明（設計）人: 賴奇;劉國欽;李玉峰;舒明勇;蔡忠剛
• 申請（專利權）人: 攀枝花學院
• 主分類號: C07C67/08
• 分類號: C07C67/08;C07C69/14;B01J21/18;B01J27/02;B01J27/24
• 代理公司: 北京中安信知識產權代理事務所
• 代理人: 張武軍

技術領域

本發明是有關于酯催化合成的制備方法。涉及催化劑的制備和酯合成的條件。

背景技術

酯合成的方法一般都采用以酸、醇為原料，以濃硫酸為催化劑，長時間加熱，直接酯化合成。不加催化劑時，反應速度很慢，只有甲酸等較強的羧酸在酯化時不需加無機酸做催化劑。用濃硫酸作催化劑存在較多缺點，如副反應多，反應產物多，后處理復雜，能量消耗大，對設備腐蝕性強等。

為了克服這些缺點，固體酸代替硫酸作催化劑成為研究重點。化學工作者已研究了許多催化性能好、更實用的催化劑。無水氯化物、硫酸鹽、磺酸、超強酸、脂肪酶、雜多酸、沸石分子篩、相轉移催化劑、有機堿、酰胺縮醛、可膨脹石墨等等，它們有各自的催化特性。但均存在能量消耗大，催化性能不足，或后處理復雜等問題。

1986年，加拿大的Gedye等發現，利用微波爐加熱可以促進有機化學反應。微波化學引起了廣泛注意。隨后化學反應領域有較多報道，如狄爾斯-阿爾德反應及其它成環反應、自由基反應等。微波通常是指頻率在3×10⁸～3×10¹¹Hz的電磁波。為了不干擾雷達和電訊傳輸，目前微波輻射加熱常采用的頻率為0.915GHz和2.45GHz。微波加熱技術的原理主要是物質同微波偶合。即物質分子偶極振動同微波振動具有相似的頻率，在快速振動的微波磁場中，分子偶極的振動盡力同磁場振動相匹配，物質分子吸收電磁能以每秒數十億次的高速振動而產生熱能。因此，微波對物質的加熱是從物質分子出發的，又稱為“內加熱”。但在微波條件下，酯化反應仍存在產率不高的問題。

為克服這一問題，本發明采用一種高吸波性酯催化劑，在微波條件下進行酯化反應的方法，該方法能量消耗低，反應迅速，并可得到較高產率的酯。

發明內容

本發明為獲得高吸波性能的催化劑，經對比研究發現石墨層間化合物具有較好的吸波性能，屬于介電型吸波材料，同時有一定的酯催化性能。經實驗確定了吸波性能較好的石墨層間化合物制備方法。并用該高吸波性催化劑在微波條件下對酯化反應進行催化。

本發明是一種酯催化合成的方法，是將鱗片石墨為原料加入強酸中，攪拌均勻，再加入強氧化劑，間歇攪拌，然后用自來水沖洗至pH為6-7，抽濾，晾干，得到酯催化劑，然后在微波條件下用所述的酯催化劑進行酯化反應進行催化。

本發明的另一個技術方案是上述的強酸為濃度為95-98％的濃硫酸，或濃度為95-98％的硫酸和濃度為65％-68％硝酸組合。

本發明的再一個技術方案是是所述的強氧化劑是分析純，濃度為99.5％的高錳酸鉀。

本發明的另一個技術方案是所述的酯催化劑是在2.4GHz的常用微波頻段下，介電常數實部為65以上，虛部為70以上。

本發明的優點

本發明在微波條件下進行酯化反應，對酯化反應的催化具有低能耗、低腐蝕和高效率的優點。

具體實施方式

催化劑1：以鱗片石墨為原料，以濃硫酸為插層劑，高錳酸鉀為酸氧化劑進行插層反應，制備得到高吸波性催化劑。該催化劑在2.4GHz的常用微波頻段下的介電常數實部達66，虛部為71。

催化劑2：以鱗片石墨為原料，以濃硫酸和濃硝酸的混酸為插層劑，高錳酸鉀為酸氧化劑進行插層反應，制備得到高吸波性催化劑。該催化劑在2.4GHz的常用微波頻段下的介電常數實部達66，虛部為72。

用高吸波催化劑進行酯催化合成。在250ml圓底燒瓶中，按一定的醇酸摩爾比和催化劑用量，將圓底燒瓶置于微波爐中，接上分水器、回流冷凝管。在700W微波條件及上述催化劑作用下進行酯化反應若干時間，將酯化產物(含有石墨催化劑)進行抽濾，洗滌石墨，收集濾液，然后將濾液倒入分液漏斗中，先用蒸餾水洗滌酯，分去下層水，酯層再用10％碳酸鈉溶液洗滌，直到pH值在6以上，分去水層。將酯層倒入小錐形瓶中，加無水硫酸鎂干燥。干燥后的酯用氣相色譜進行定量分析。

具體實施例1：

向500ml燒杯中加入20g天然石墨、200ml濃硫酸(分析純，濃度95-98％)和2.4g高錳酸鉀(分析純，純度99.5％)，間歇攪拌，然后用自來水沖洗至中性，抽濾，晾干，制備得到高吸波性催化劑1。