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本文将功能化离子液体作为催化剂引入柠檬酸系列酯的合成反应,考察了各种离子液体的催化和重复使用性能,筛选出了综合性能较好的离子液体,为柠檬酸系列酯的生产提供了一种环境友好的新思路。制备了三种中性离子液体,[C4mim]Cl、[C4mim]Br、[C4mim][BF4];四种酸性离子液体,[C4mim][HSO4]、[C4mim][H2PO4]、[Hmim][HSO4]、[Hpyro][HSO4];六种酸功能化离子液体, [HSO3-pmim][HSO4]、[HSO3-pmim] [H2PO4]、[HSO3-pmim][CH3-ph-SO3]、[HSO3-pmim][ph-SO3]、[HSO3-pPydin][HSO4]、[HSO3-N(C2H5)3] [HSO4]。利用IR、1H NMR、13C NMR、TG-DSC对性能优良的离子液体进行结构与性能的表征。在催化合成柠檬酸三丁酯(TBC)的酯化反应中,通过催化活性及重复使用寿命的考察,筛选出两种酸功能化离子液体[HSO3-pmim][HSO4]与[HSO3-N(C2H5)3][HSO4]为合成TBC的综合性能优良的催化剂。(1) [HSO3-pmim][HSO4]催化合成TBC的较佳工艺条件为:催化剂用量为反应物总质量的8%,醇酸比为5.5:1,温度控制在110~150℃,反应3h。在该条件下,柠檬酸的酯化率可达99.0%。分出的[HSO3-pmim][HSO4]未经任何处理重复使用8次后,柠檬酸的酯化率仍为95.2 %。(2) [HSO3-N(C2H5)3] HSO4催化合成TBC的较佳工艺条件为:催化剂用量为反应物总质量的9.6%,醇酸摩尔比为5.5:1,反应温度110150℃,反应时间3h;此条件下,酯化率达到98.7%。在重复使用之前将醇完全蒸出(分离出的[HSO3-N(C2H5)3] HSO4不经任何处理)条件下,重复使用12次后,酯化率仍为97.8%。在催化合成乙酰柠檬酸三丁酯(ATBC)的反应中, [HSO3-N(C2H5)3] [HSO4]催化合成ATBC优化反应条件为:酐酯摩尔比M.R为1.5,反应温度75℃,反应时间65min,催化剂用量为总投料量的2.0%。该反应条件下,乙酰柠檬酸三丁酯的收率为98.19%。[HSO3-N(C2H5)3] [HSO4]未经任何处理重复使用6次后,乙酰柠檬酸三丁酯的收率仍达97.14%。在催化合成柠檬酸三乙酯(TEC)的酯化反应中,酸功能化离子液体[HSO3-pmim] [CH3-ph-SO3]催化合成TEC的较佳工艺条件为:催化剂用量为反应物总质量的10.0%,醇酸比为6.0:1,甲苯75ml,反应温度80120℃;反应8h。在该条件下产品的收率达94.5%。催化剂未经任何处理循环使用10次之后,TEC收率仍达94.2%。在催化合成柠檬酸三辛酯(TOC)的酯化反应中,酸功能化离子液体[HSO3-pmim][HSO4]催化合成TOC的较佳工艺条件为:催化剂用量为反应物总质量的5%,醇酸比为4.5:1,温度控制在165℃以内,反应1.5h。在该条件下,柠檬酸的酯化率可达96.7%,分出的离子液体[HSO3-pmim][HSO4]未经任何处理循环使用7次后,柠檬酸的酯化率仍为96.6%。