酯化反应中的带水剂

发布时间：2021-06-07

酯化反应

化学酯化反应中的带水剂

ｌ蚜己Ｐ：’

酯是一大类重要的精细化工产品，应用范围涵盖了生产生活的方方面面．如用于合成香料、化妆品、食品及饲料添加剂、表面活性剂、防腐防霉剂、橡胶及塑料的增塑剂、制药工业的原料和中间体等。羧酸酯的工业合成方法多采用浓硫酸作催化剂，存在的弊端众所周知．因而近一、二十年来对酯化反应的研究热点集中在可替代浓硫酸的催化剂方面，发现了一些诸如固载杂多酸、固体超强酸、稀土硫酸盐、氨基磺酸等高效、环保、经济型的催化剂，为工业化提供ｒ广阔前景。酯是由羧酸和醇在酸催化下．羧酸中的羟摹被烃氧基取代的可逆反应制得的产物，除目的产物酯之外还有水生成。为了将生成的水及时移出反应体系，常加入带水剂（又称携水剂，脱水剂）。欲使酯类产品生产工艺真ｊ下实现绿色化工，如何选择、使用和处理酯化反应中的带水剂问题必将

引起人们的普遍关注。

ｌ

带水剂在酯化反应中的作用

按照化学热力学理论．带水剂能与永或反应物之一形成二元或三元共沸物而将水及时带出反应体系，打破ｒ反应的热力学平衡．使反应向有利于生成酯的方向进行；按照化学动力学理论．及时将生成物移出反应体系，即反应体系中水量减少，使反应物浓度提高，从【『ｉｉ加快了反应速度；有机化学反应常伴有副反应发生，加入带水剂降低了酯化反应体系的温度．可以抑制副反应的发生，提高原料的利用率。特别是对丙烯酸酯、羧酸烯丙酯和马来酸酯等的合成，因含有活泼双键化合物参与反应，很容易发生聚合等副反应，若无带水剂的加入酯的合成难以正常进

行。

２使用带水剂的弊端

常用带水剂苯、甲苯、二甲苯、环己烷和石油醚等均具有程度不等的毒性，反应液经后处理所得产品中会因含有少许带水剂而影响产品品质，对用于食品、化妆品和医药工业的酯更为不利；产物后处理过程中常需将反应液蒸馏分离，蒸馏过程中作为前馏分的带水剂会带出少量目的产物酯而降低产品收率；带水剂因在反应体系中沸点最低，所以在酯化反应以及反应液蒸馏过程中会从体系中逸出而对环境

造成污染。

万　

方数据世界２００２正

３带水剂用量对酯化反应的影响

带水剂用量少则起不到较好的带水效果，反应体系中化学平衡成为控制步骤；用量过多则导致反应温度过低，反应体系中化学动力学成为控制步骤。此外带水剂用量过多．后处理过程中消耗热量多，产品损失也随之增多，因而存在一最佳带水剂用量。当带水剂一定时，该用量与反应物的种类、醇酸配料比以及所用的催化剂种类等均有关，尤其是与所用催化剂关系密切。例如丁酸丁酯的合成，采用十二水台硫酸铁铵催化“ｏ，加入带水剂苯和环己烷收率下降；采用ｓ０。’／Ｍ。０，型和杂多酸型两类固体超强酸催化ｏ］．是否加入带水剂ｑ｛苯对转化率影响不大；采用对甲苯磺酸催化“Ｊ、氨磺酸催化“３要加人带水剂才能提高收率。

４消除带水剂不良影响的措旌

（１）若反应物之一或产物酯可与水形成共沸物且前两者不溶于水，或与水的互溶性很小，可考虑不用带水剂。笔者曾用杂多酸催化合成了乳酸异戊酯，加入高于计量比的异戊醇直接带水，效果良好。但异戊醇不可过多，否则蒸馏过程中将带出较多的酯从而降低一次性蒸馏的酯产率；

（２）改用其他无毒或低毒的带水剂以提高产品品质．减轻环境污染。如用乙酸乙酯作带水剂台成乳酸乙酯，产品可作食品工业用香料及香料增香剂；

（３）改进实验装置或生产装置达到不用带水荆的目的，从源头杜绝污染。如在合成乳酸乙酯时“】采用经乙醇饱和的无水硫酸铜柱吸水，吸水后的硫酸铜经离心分离回收乙醇后．硫酸铜在高温下脱水制成无水硫酸铜重复使用。可见改进实验装置．采取适当的脱水办法，不加带水剂直接酯化也是可行的。

参考文献：

［１］赵汝琪．河北师范大学学报（自然科学版）［Ｊ］．１９９９，２３

（４）：５１３

５１４．

［２］李秀瑜．精细石油化工口］，１９９９，（２）：９８—３０．

［３］赵汝琪．林进．化学研究与应用ＥＪ２，２０００，１２（１）：６５—

６６．

Ｅ４３林进，赵汝琪．合成化学ｒ－ｊ］，２０００，８（４）：３６４