1070.十二碳醇酯的合成過(guò)程研究

1、ClassifiedIndex：!QQ魚(yú)Z：!UDC：5444SecrecyRate：Publ。iciz。e—d—UniversityCode：巡HebeiUniversityofScienceandTechnologyDissertationfortheMasterDegreeStudyontheSynthesisofDodecanolEsterCandidate：Supervisor：BusinessSupervisor：Acade

2、micDegreeApppliedfor：Speciality：Employer：DateofOralExamination：WuPengtaoProfZhangXiangjingProfLuChijieMasterofEngineeringChemicalEngineeringC011egeofChemical＆PharmaceuticalEngineeringJune4，2015摘要摘要十二碳醇酯，學(xué)名2，2，4三甲基1，3戊二醇單

3、異丁酸酯，是新興的綠色添加劑，應(yīng)用越來(lái)越廣泛，主要是作為乳膠漆的成膜助劑得到了廣泛關(guān)注。與普通成膜助劑相比，十二碳醇酯有諸多優(yōu)點(diǎn)：樹(shù)脂相溶性好，用量少，成膜溫度低，膜流平性、展色性好，凝固點(diǎn)低，水解穩(wěn)定性好，毒性低。十二碳醇酯的合成以異丁醛為原料，采用堿性催化劑，經(jīng)羥醛縮合和坎尼扎羅反應(yīng)而成。本文針對(duì)20100℃溫度范圍，采用了多種基團(tuán)貢獻(xiàn)法，對(duì)該反應(yīng)體系進(jìn)行了較為深入的熱力學(xué)計(jì)算。結(jié)果表明：異丁醛經(jīng)羥醛縮合反應(yīng)生成2，2，4三甲基3羥

4、基戊醛的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，戊醛與異丁醛進(jìn)一步發(fā)生坎尼扎羅反應(yīng)生成2，2，4三甲基1，3戊二醇和異丁酸的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，主反應(yīng)三個(gè)異丁醛生成2，2，4三甲基一1，3戊二醇單異丁酸酯的反應(yīng)為放熱反應(yīng)；整個(gè)溫度范圍內(nèi)羥醛縮合反應(yīng)與主反應(yīng)都能自發(fā)進(jìn)行，而坎尼扎羅反應(yīng)要在40℃以上才能自發(fā)進(jìn)行；在熱力學(xué)上來(lái)說(shuō)，升溫不利于羥醛縮合反應(yīng)和主反應(yīng)進(jìn)行，有利于坎尼扎羅反應(yīng)進(jìn)行。對(duì)常規(guī)催化劑催化反應(yīng)體系的研究包括催化劑的種類(lèi)，反應(yīng)的升溫方式，催化劑的形態(tài)，反

5、應(yīng)條件的優(yōu)化，產(chǎn)物的分離提純及表征等。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)表明：在粉末狀氫氧化鈉、氫氧化鈣、氫氧化鈉和氫氧化鈣的混合物(質(zhì)量IzL7：3)、甲醇鈉、乙醇鈉、甲醇鈉的甲醇溶液等幾種催化劑中，氫氧化鈉固體粉末較好，升溫方式為一段直接升溫，反應(yīng)條件的優(yōu)化采用三因素四水平的正交分析，得到最適宜的實(shí)驗(yàn)條件為反應(yīng)溫度50℃，催化劑用量250％，反應(yīng)時(shí)間4h，此時(shí)催化效果最好，目的產(chǎn)物收率為8207％，經(jīng)脫醛和減壓蒸餾目的產(chǎn)物純度達(dá)99％。對(duì)固載型催化劑的催化效

6、果研究以硝酸鈉為活性組分，YA1203，NaYSBA15等分子篩和活性炭為載體，通過(guò)催化劑載體的篩選，確定了載體為活性炭，隨后研究了活性炭粒度、硝酸鈉的負(fù)載量、催化劑的加入量、焙燒時(shí)間對(duì)反應(yīng)的影響，并采用回收的催化劑進(jìn)行了重復(fù)性實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在反應(yīng)溫度50℃，反應(yīng)時(shí)間6h條件下，適宜的條件為60目活性炭為載體，800℃下煅燒3h，硝酸鈉的負(fù)載量30％，催化劑用量30％，此時(shí)催化效果最好，目的產(chǎn)物收率為7355％，且五次重復(fù)性實(shí)驗(yàn)后