衣康酸酯及衣康酸酐合成新工艺的研究

摘要

β-衣康酸单甲酯、衣康酸二甲酯、衣康酸二正丁酯、衣康酸二异辛酯以及衣康酸酐，由于其分子内含有两个活泼的羧基和一个双键，化学性质十分活泼，可以进行加成、聚合反应，形成聚合高分子，是合成树脂、塑料、增塑剂的重要原料，在工业上有着广泛的应用。 本文采用改进的新工艺对乙酰氯催化合成β-衣康酸单甲酯进行了研究，详细考察了催化剂用量、反应物摩尔配比、反应温度、反应时间对反应结果的影响，获得了较佳的工艺条件为：n(衣康酸)：n(正丁醇)=1：3.5，n(衣康酸)：n(乙酰氯)=1：0.042，反应时间为1h，反应温度为65℃。在此条件下，产品收率和纯度分别达到86％和97％。 采用改进的新工艺对浓硫酸催化合成衣康酸二正丁酯进行了研究，详细考察了催化剂用量、反应物摩尔配比、反应温度、反应时间对反应结果的影响，并加入颜色抑制剂，获得了较佳的工艺条件为：n(衣康酸)：n(正丁醇)=1：3，m(衣康酸):m(硫酸)=1:0.01，反应温度96～120℃，反应时间4h，苯为带水剂，对苯二酚为阻聚剂。在此条件下，酯化率可达99.8％，产品收率和纯度分别达到98.9％和99.7％。 采用改进的新工艺对浓硫酸催化合成衣康酸二异辛酯进行了研究，详细考察了催化剂用量、反应物摩尔配比、反应温度、反应时间对反应结果的影响，并加入颜色抑制剂，获得了较佳的工艺条件为：n(衣康酸)：n(异辛醇)=1：2.5，m(衣康酸):m(硫酸)=1:0.02，反应温度96～140℃，反应时间3h，苯为带水剂，对苯二酚为阻聚剂。在此条件下，酯化率可达99.6％，产品收率和纯度分别达到98.3％和99.4％。 采用沉淀浸渍法合成出固体超强酸SO42-/TiO2、SO42-/ZrO2、SO42-/TiO2-ZrO2[n(Zr)/n(Ti)=1:2]和SO42-/Al2O3-TiO2[n(Ti)/n(Al)=1：2]。合成固体超强酸的条件为：晶化温度110℃，晶化时间24h，焙烧条件525～650℃，焙烧3h。采用FT-IR对其结构进行了表征。将所合成的固体超强酸首次用于催化合成衣康酸二异辛酯、衣康酸酐的工艺，详细考察了催化剂种类、用量及反应条件等因素对反应结果的影响，获得了较好的工艺条件。其中SO42-/TiO2催化合成衣康酸二异辛酯的较佳条件为：n(衣康酸)：n(异辛醇)=1：6，m(SO42-/TiO2)：m(衣康酸)=0.15，反应温度140～170℃，反应时间4h，甲苯为带水剂。在此条件下，酯化率可达99.8％，产品收率和纯度分别可达98.6％和99.9％。SO42-/TiO2催化合成衣康酸酐的较佳条件为：m(SO42-/TiO2)：m(衣康酸)=0.15，反应时间5h，反应温度140～145℃，二甲苯为带水剂。在此条件下，衣康酸转化率达100％。

目录

文摘

英文文摘

前言

1文献综述

1.1衣康酸的性质、生产应用及发展前景

1.1.1衣康酸的性质

1.1.2衣康酸的生产方法

1.1.3衣康酸的应用

1.1.4衣康酸发展前景展望

1.2衣康酸下游产品的性质、生产及应用

1.2.1 β-衣康酸单甲酯的性质、生产及应用

1.2.2衣康酸二丁酯的性质、生产及应用

1.2.3衣康酸二异辛酯的性质、生产及应用

1.2.4衣康酸酐的性质、生产及应用

1.3固体超强酸(SO42-/MnOm型)的研究进展

1.3.1固体超强酸(SO42-/MnOm型)的制备及其对催化性能的影响

1.3.2固体超强酸(SO42-/MnOm型)在酯化反应中的应用

1.4本课题的提出

2 β-衣康酸单甲酯合成新工艺的研究

2.1引言

2.2实验部分

2.2.1主要原料、试剂

2.2.2仪器及工作条件

2.2.3实验步骤

2.3结果与讨论

2.3.1催化剂的选择

2.3.2重结晶溶剂的选择

2.3.3正交实验

2.3.4条件实验

2.3.5最佳条件重复实验

2.3.6产品含量及其结构的测定

2.4小结

3衣康酸二正丁酯合成新工艺的研究

3.1引言

3.2实验部分

3.2.1主要原料、试剂

3.2.2仪器及工作条件

3.2.3实验步骤

3.2.4酸值的测定与酯化率的计算

3.3结果与讨论

3.3.1催化剂的选择

3.3.2催化剂用量对反应结果的影响

3.3.3醇酸比对反应结果的影响

3.3.4反应时间对反应结果的影响

3.3.5反应温度对反应结果的影响

3.3.6产品含量及其结构的测定

3.4小结

4衣康酸二异辛酯合成新工艺的研究

4.1引言

4.2实验

4.2.1主要原料、试剂

4.2.2仪器及工作条件

4.2.3固体超强酸的制备

4.2.4实验步骤

4.2.5酸值的测定与酯化率的计算

4.3结果与讨论

4.3.1浓硫酸催化合成衣康酸二异辛酯工艺的研究

4.3.2固体超强酸催化合成衣康酸二异辛酯工艺的研究

4.4小结

5衣康酸酐合成新工艺的研究

5.1引言

5.2实验部分

5.2.1主要原料、试剂

5.2.2仪器及工作条件

5.2.3固体超强酸的制备

5.2.4实验步骤

5.3结果与讨论

5.3.1催化剂的选择

5.3.2不同PH值下制备的SO42-/TiO2对反应结果的影响

5.3.3不同焙烧温度下制备的SO42-/TiO2对反应结果的影响

5.3.4正交实验

5.3.5条件实验

5.3.6最佳条件重复实验

5.3.7催化剂重复使用性能考察

5.3.8产品含量及其结构的测定

5.4小结

6结论

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文