酯化反应技术进展

羧酸酯是一种重要的有机化合物，不仅可作为有机合成原料，而且是重要的精细化工产品，广泛应用于香料、日化、食品、医药、橡胶、涂料等行业。该产品传统的合成方法是以相应的羧酸和醇为原料，采用浓硫酸为催化剂来制取，该法副反应多、后处理工艺复杂、设备腐蚀严重、废酸排放污染环境。近年来国内外学者对羧酸酯的合成尤为重视，在化学催化、物理催化、生物催化及反应工艺上都有所突破，使酯化产率大大提高，产品色泽大有改观。 1 化学催化技术

酯化反应催化剂一直是化学家研究的重点。近年来，先后有以硫酸为代表的一般强酸型催化剂，以盐酸盐、硫酸盐为代表的无机盐催化剂，以阳离子交换树脂、沸石分子筛为代表的固体酸催化剂，以钨、钼和硅的杂多酸为代表的固体杂多酸催化剂，负载型的固体超强酸催化剂，以及一些非酸催化剂如氧化铝、二氧化钛、氧化亚锡、钛酸酯类，它们可单独使用，也可制成复合催化剂。这些催化剂的应用已基本趋于成熟，最近化学催化技术又有一些新的进展。

1.1 相转移催化酯化

20世纪70-80年代，相转移催化技术已用于酯类合成。由于相转移催化剂能穿越两相之间，从一相提取有机反应物进入另一相反应，因而可克服有机反应的界面接触、扩散等困难，使反应能在温和的条件下进行，显著加快了反应速度，提高了产率。相转移催化反应可用下面通式表示：

Q+RCOO-+R'OHDRCOOR'+Q+OH-(有机相)

↑ ↓

Q+RCOO-+H2O DRCOOH+Q+OH-(水相)

各种非均相体系都可实现相转移催化反应，关键是寻找合适的催化剂。对于酯化反应，催化剂应用最多的是季铵盐，其优点是制造方便、价格较低和应用面广。王科军等人以季铵盐A-1为相转移催化剂，苯为溶剂，由正丁醇与正丁酸一步反应合成丁酸丁酯，在醇酸摩尔比1.3：1，催化剂质量分数(以反应物总质量计)4.0%，反应温度25-30℃，反应时间30min的优化反应条件下，酯收率可达94.1%。周建伟用季铵盐CTAMB(溴化十六烷基三甲铵)为相转移催化剂对乙酸异戊酯的酯化反应进行了研究。为进一步提高催化剂活性，李红缨等选用低交联聚苯乙烯凝胶季铵树脂作三相相转移催化剂，催化合成乙酸苄酯。文瑞明则用聚苯乙烯二乙醇胺树脂催化苄氯与丙酸的酯化反应，取得满意效果。相转移催化还较适合于羧酸盐与卤代烷反应生成相应酯，催化效率高。成本诚报道了季铵盐Q-1相转移催化合成乙酸苄酯，加入质量分数5%的催化剂(相对于苄氯)，回流反应2h，收率达89%。

1.2 室温离子液体(RTIL)催化酯化

室温离子液体是指主要由有机阳离子和无机或有机阴离子构成的在室温或近于室温下呈液态的盐类，它们具有很多分子溶剂不可比拟的独特性能。在RTIL中进行催化酯化反应，研究结果表明，RTIL具有良好的催化活性。该法不仅可得到好的转化率与产率，而且与传统方法相比，具有2个明显优势：①反应产物(酯类)不溶于RTIL，可很容易分离出来；②RTIL经高温脱水处理后可重复使用。酸性的氯化铝离子液体就可用于醇酸酯化反应，但由于酯化过程有水产生，氯铝酸离子液体难免会有一定程度的破坏，将磺酸基引入到离子液体的阳离子烷基链上，可得到Bronsted酸(布朗斯酸)性离子液体，其在催化多种醇酸酯化反应时表现出一定的活性。Trissa等人研究了乙酸和苯甲醇的酯化合成，用1-丁基-3-甲基咪唑对甲苯磺酸盐离子液体催化剂，反应2h最大转化率及产品选择性均达100%，并且产品易分离，除水后催化剂可重复使用4次。

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