[發明專利]一種乙酸丁酯的清潔化制備方法

無效

• 申請號: 200910138264.2
• 申請日: 2009-05-08
• 公開（公告）號: CN101880228A
• 公開（公告）日: 2010-11-10
• 發明（設計）人: 陳靜;劉佳梅;夏春谷;李臻
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘭州化學物理研究所
• 主分類號: C07C69/14
• 分類號: C07C69/14;C07C67/04;B01J31/02
• 代理公司: 蘭州中科華西專利代理有限公司 62002
• 代理人: 方曉佳

技術領域

本發明涉及一種清潔制備乙酸丁酯的方法，特別涉及使用功能化離子液體作為催化劑，以乙酸和C4烯烴為原料制備乙酸丁酯的方法。

背景技術

乙酸丁酯是一種良好的有機溶劑，在硝化纖維、油墨、人造革、醫藥、塑料以及香料等領域有著廣泛的用途，也可用做萃取劑和汽油抗爆劑，尤其是作各種涂料和樹脂的溶劑。最近幾年，由于全球范圍內對環境保護的要求日趨嚴格，人們趨向于減少甲苯、二甲苯、酮類等溶劑的用量，其發展方向是開發和利用樹脂涂料和用乙酸酯類等含氧溶劑取代揮發性涂料配方中的芳烴和酮類，而由價格低廉的丁烯來生產乙酸丁酯正可適應這一趨勢。

目前乙酸丁酯的生產方法有兩種：醇酯化法和烯烴-乙酸加成法。前者包括丁醇和乙酸酯化反應及丁醇與酸酐反應，均已有工業生產裝置；后者是在酸性催化劑作用下無水乙酸和丁烯發生加成反應而直接合成。烯烴-乙酸加成法比醇酯化法在原料價格上可降低約2300元/t，具有很高的經濟效益。酯類的合成一般均在硫酸液相催化下直接制取，但由于廢酸對環境會造成污染，因而，隨著環保法規對環境和安全要求的不斷提高，開發可取代硫酸的新型催化體系已成為當代工業生產中普遍關注的問題。

近年來，離子液體作為一類新型綠色環保型溶劑和催化劑逐漸受到人們的關注。室溫離子液體是指由有機陽離子和無機或有機陰離子構成的在室溫或近室溫下呈液態的鹽類化合物，其物理化學性能可通過改變陰陽離子的結構和類型進行調節。在離子液體的陽離子或陰離子上引入具有催化活性的官能團，可以使離子液體具有特定的催化活性，這種功能化離子液體目前是研究的熱點。用功能化離子液體代替液體酸作催化劑，是開發環境友好化工新工藝的一個重要研究領域。

發明內容

本發明的目的在于提供一種采用廉價且來源豐富的C4烯烴為原料，以功能化離子液體為催化劑，制備乙酸丁酯的方法。

本發明是通過下述技術方案實現的：

一種乙酸丁酯的清潔化制備方法，其特征在于該方法采用功能化離子液體作為催化劑，以乙酸與C4烯烴作為反應物，在反應壓力0.5-2.5MPa、反應溫度80-120℃的條件下制備乙酸丁酯；所述的功能化離子液體催化劑選自下列五個結構式中的一種，

結構式中：n為1～6之間的整數，R¹～R⁷為C₁～C₁₂的烷基或芳基，X為C_nH_2n+1SO₃^-、CF₃SO₃^-、[N(SO₂CF₃)₂]^-、[N(CF₃)₂]^-、BF₄^-、PF₆^-、C_nH_2n+1CO₂^-、CF₃CO₂^-、CH₃(C₆H₄)SO₃^-、EtSO₄^-、MeSO₄^-、SO₄^2-、NO₃^-、H₂PO₄^-、HSO₄^-中的一種。

本發明所述的方法中，C4烯烴選自1-丁烯、異丁烯、2-丁烯或它們的混合物。

本發明所述的方法中，具體的功能化離子液體催化劑選自1-甲基-4-丁烷磺酸基咪唑內鹽、1-甲基-4-丁烷磺酸基咪唑三氟甲磺酸、三苯基丁烷磺酸基膦三氟甲磺酸、N-甲基丁烷磺酸基吡咯烷硫酸氫根、三乙基丁烷磺酸基胺三氟乙酸、對甲基丁烷磺酸基吡啶硝酸根中的一種。

本發明所述的方法中，催化劑用量為乙酸的1mol％～100mol％。

本發明所述的方法中，乙酸與C4烯烴的摩爾比為1∶0.3～1∶5。

本發明所述的方法，反應時間為1-10小時。

本發明酯化反應結束后，靜置催化劑與產物分層，分離出催化劑層可以循環使用。