酯交换法制备硬脂酸高碳醇酯的研究

酯交换法制备硬脂酸高碳醇酯的研究

论文摘要

硬脂酸高碳醇酯分子结构中同时含有一个酯基和异构长链烷基,凝固点低,可以用于聚氯乙烯的增塑剂,化妆品中的延展剂,高级润滑油的添加剂,塑料加工润滑剂,聚碳酸酯脱膜剂。因此,研究硬脂酸高碳醇酯的合成方法具有较高的理论和现实意义。本文以硬脂酸甲酯和异辛醇、2-己基-1-癸醇、2-辛基十二醇为原料,以二丁基氧化锡为催化剂,研究了酯交换合成硬脂酸高碳醇酯的反应规律。详细考察了原料配比,催化剂用量、反应温度等因素的影响,确定了酯交换反应的最佳反应条件:异辛醇、2-己基-1-癸醇、2-辛基十二醇与硬脂酸甲酯的醇酯摩尔比均为1.5,催化剂用量均为硬脂酸甲酯物质量的1.14%,反应温度分别为140℃,170℃,170℃,保护氮气流速为30ml/min,相应三种高碳醇酯的收率分别为92.0%,91.5%,90.0%。使用二丁基氧化锡催化酯交换制备硬脂酸异辛酯工艺中,探讨了二丁基氧化锡的再生方法,结果表明,乙醇和水作为沉淀剂再生效果最佳,催化剂的回收率是82.5%,催化剂循环使用三次,催化活性基本保持不变。对反应前后的Bu2SnO进行了FTIR和XRD表征,结果表明:用水和乙醇作沉淀剂沉淀出的催化剂大部分仍为Bu2SnO。本论文还探索使用其它催化剂催化该反应。例如用二丁基氧化锡与甲磺酸,对苯甲磺酸反应制备了两种新的有机锡化合物—二丁基锡(Ⅳ)甲磺酸酯(Sn-ME),和二丁基锡(Ⅳ)对甲基苯磺酸酯(Sn-MBE),并利用紫外、红外、核磁共振技术对其进行了表征,研究了他们对酯交换反应的催化活性。研究表明:在酯交换制备硬脂酸高碳醇酯的反应中,由于磺酸基的强吸电子效应增强了Sn-ME,Sn-MBE中的Sn的Lewis酸性,导致其催化活性比Bu2SnO高,并且磺酸基上取代基的吸电子能力越强,催化剂中Sn的Lewis酸性越强,其催化活性也就越高。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 文献综述
  • 1-1 合成高碳醇酯的应用
  • 1-1-1 喷气机发动机润滑油
  • 1-1-2 精密仪器油
  • 1-1-3 空气压缩机油
  • 1-1-4 车用发动机油
  • 1-1-5 金属加工油剂
  • 1-1-6 在石油化工及精细化工领域中的应用
  • 1-2 酯交换合成的研究进展
  • 1-2-1 酯交换合成碳酸二苯酯
  • 1-2-2 酯交换合成甲基丙烯酸高碳醇酯
  • 1-2-3 酯交换制备其他酯类物质
  • 1-3 课题主要研究内容
  • 第二章 实验方法
  • 2-1 实验试剂及设备
  • 2-1-1 实验试剂及规格
  • 2-1-2 实验仪器设备及型号
  • 2-1-3 实验装置
  • 2-2 实验原理与方法
  • 2-2-1 实验原理
  • 2-2-2 实验方法
  • 2-2-3 反应产物和催化剂的分析表征
  • 2-2-4 结果计算
  • 第三章 硬脂酸高碳醇酯的合成
  • 3-1 不同催化剂的活性考察
  • 2Sn0催化酯交换合成EHS工艺条件的优化'>3-2 n-Bu2Sn0催化酯交换合成EHS工艺条件的优化
  • 3-2-1 硬脂酸甲酯加料方式的影响
  • 3-2-2 温度对EHS收率的影响
  • 3-2-3 物料比对合成EHS收率的影响
  • 3-2-4 催化剂用量对合成EHS收率的影响
  • 3-2-5 反应时间对合成EHS收率的影响
  • 3-2-6 氮气通入速率对合成EHS的影响
  • 2Sn0催化酯交换合成HDS工艺条件的优化'>3-3 n-Bu2Sn0催化酯交换合成HDS工艺条件的优化
  • 3-3-1 温度对HDS收率的影响
  • 3-3-2 物料比对合成HDS收率的影响
  • 3-3-3 催化剂用量对合成HDS收率的影响
  • 3-3-4 反应时间对合成HDS收率的影响
  • 2Sn0催化酯交换合成ODS工艺条件的优化'>3-4 n-Bu2Sn0催化酯交换合成ODS工艺条件的优化
  • 3-4-1 温度对ODS收率的影响
  • 3-4-2 物料比对合成ODS收率的影响
  • 3-4-3 催化剂用量对合成ODS收率的影响
  • 3-4-4 反应时间对合成ODS收率的影响
  • 3-5 本章小结
  • 2Sn0催化剂的再生'>第四章 n-Bu2Sn0催化剂的再生
  • 2Sn0催化剂的回收'>4-1 n-Bu2Sn0催化剂的回收
  • 2Sn0催化剂的再生'>4-1-1 n-Bu2Sn0催化剂的再生
  • 2Sn0的循环使用'>4-1-2 催化剂n-Bu2Sn0的循环使用
  • 2Sn0的FTIR表征'>4-1-3 反应前后n-Bu2Sn0的FTIR表征
  • 4-1-4 催化剂XRD表征
  • 2Sn0催化酯交换制备硬脂酸高碳醇酯的催化反应机理'>4-2 Bu2Sn0催化酯交换制备硬脂酸高碳醇酯的催化反应机理
  • 4-3 本章小结
  • 第五章 有机锡磺酸酯的制备及催化性能研究
  • 5-1 有机锡磺酸酯的制备
  • 5-1-1 Sn-ME催化剂的制备
  • 5-1-2 Sn-ME催化剂的表征
  • 5-1-3 Sn-MBE催化剂的制备
  • 5-1-4 Sn-MBE催化剂的表征
  • 5.2 二丁基磺酸酯催化剂的催化反应活性
  • 5.3 本章小结
  • 第五章 结论
  • 1.二丁基氧化锡催化制备硬脂酸高碳醇酯
  • 2.二丁基氧化锡催化剂的再生
  • 3.有机锡磺酸酯的制备及催化性能研究
  • 附录
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读学位期间所取得的相关科研成果
  • 相关论文文献

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