一种稀土改性阳离子交换树脂催化合成乙酸苄酯的方法技术

本发明专利技术公开一种稀土改性阳离子交换树脂催化合成乙酸苄酯的方法，以苯乙烯、二乙烯苯为原料，采用引发剂BPO悬浮聚合制备白球，再采用浓硫酸和1，2‑二氯甲烷制得磺球，再以稀土盐溶液浸渍制得稀土改性阳离子交换树脂，以其作催化剂，以苯甲醇、冰醋酸为酯化反应原料制备乙酸苄酯，在酯化反应过程中，反应温度低，催化剂对设备腐蚀小，对环境污染小，绿色环保，催化剂重复利用率高，简化了产品后处理过程。

Method for catalytic synthesis of Benzyl Acetate Catalyzed by rare earth modified cation exchange resin

The invention discloses a method for synthesizing benzyl acetate catalyzed by rare earth modified cation exchange resin. Using styrene and divinylbenzene as raw materials, white balls are prepared by suspension polymerization with BPO as initiator, sulfuric acid and 1,2_dichloromethane are used to prepare sulfonate balls, and then rare earth modified cation exchange resin is prepared by impregnation with rare earth salt solution. Benzyl acetate was prepared from benzyl alcohol and glacial acetic acid with benzyl alcohol as catalyst. In the process of esterification, the reaction temperature was low, the catalyst had little corrosion to equipment, little pollution to the environment, environmental protection, high reuse rate of catalyst, and the post-treatment process was simplified.

【技术实现步骤摘要】
一种稀土改性阳离子交换树脂催化合成乙酸苄酯的方法
本专利技术属于乙酸苄酯制备
，具体涉及一种稀土改性阳离子交换树脂催化合成乙酸苄酯的方法。
技术介绍
乙酸苄酯是一种无色液体，具有水果香以及会有茉莉花香气，气味清甜，又名乙酸苯甲酯、醋酸苄酯，它的纯品呈现出的一种无色透明液体，普通品是无色至淡黄色液体，常含有微量的氯，有着淡雅好闻的茉莉花香和清新的水果香气味。目前，工业上主要以硫酸催化酯化法来合成，以浓硫酸为催化剂，易腐蚀老化设备，催化剂、溶剂等回收复杂繁琐，能量消耗和污染环境大等。虽然在众多的催化剂的选购中它是价廉易得的，但因其有着很强的腐蚀性，然后很容易引起副反应并且对环境也是污染严重，进而引起了人们对其合成方法改进的重视。在酯化反应中用固体酸催化剂取代传统的硫酸催化剂的研究已经很普遍，其中的固体酸主要包括杂多酸、固体超强酸、离子交换树脂等。催化剂的制备为传统的浸渍法，但是以一种或两种稀土离子协同改性树脂报道少，且暂时未见文献报道稀土离子改性苯乙烯系强酸性阳离子交换树脂用于催化合成乙酸苄酯。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种环境友好的稀土改性阳离子交换树脂催化合成乙酸苄酯的方法。本专利技术是通过以下技术方案实现的。一种稀土改性阳离子交换树脂催化合成乙酸苄酯的方法，包括以下操作步骤：(1)将苯乙烯与二乙烯苯按照摩尔比为7.14∶1的比例混合后，加热至38-42℃，再向其中加入苯乙烯质量2.0-3.0％的引发剂BPO，保温持续搅拌5-10min，制得原料液；(2)将聚乙烯醇和去离子水按照质量比为1∶8-12的比例混合后，加入至原料液中，加入量为原料液质量的10-20％，再将反应体系的温度升至80-85℃，混合搅拌反应1.5-2.5小时后，过滤，得到白球；(3)将白球、质量分数为90％的硫酸、1，2-二氯甲烷按照质量比为1∶7∶0.4-0.5的比例混合后，将混合物的温度升至95-100℃，保温反应3-4小时后，过滤，将滤渣水洗至pH为6.5-7.5后，制得磺球；(4)将步骤(3)制得的磺球，过30-70目筛后，加入至稀土盐溶液中，35-40℃的温度搅拌浸渍2-2.5小时后，抽滤，洗涤，干燥后，制得稀土改性阳离子交换树脂，其中稀土盐溶液由以下重量份的组分制成：氯化镧4-8份、硝酸铕1-3份、水160-170份；(5)将苯甲醇与冰乙酸按照摩尔比为1∶1.0-1.4的比例混合后，向其中加入苯甲醇与冰乙酸总质量28-32％的稀土改性阳离子交换树脂，苯甲醇质量的15-18％的环己烷，混合搅拌均匀后，加热至85-90℃，保温反应4-5小时后，制得乙酸苄酯。具体地，上述步骤(1)中，保温持续搅拌反应时，搅拌的转速为350-400r/min。具体地，上述步骤(2)中，聚乙烯醇为聚乙烯醇1788型、聚乙烯醇1795型、聚乙烯醇1797型中的任意一种。优选地，上述步骤(3)中，水洗至pH值为6.5。由以上的技术方案可知，本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的一种稀土改性阳离子交换树脂催化合成乙酸苄酯的方法，合成乙酸苄酯的原料为苯甲醇、冰乙酸，两者均为液态，稀土改性阳离子交换树脂为固态催化剂，反应后固液分离方便，催化剂较传统方法的浓硫酸催化剂回收利用方便，后处理简单方便，且绿色环保，对设备要求较低，乙酸苄酯的酯化率可达68.67％左右；同时，本专利技术制得的稀土改性阳离子交换树脂，重复利用率高，有利于节约生产成本。附图说明图1为实施例2步骤(2)中制得的白球的红外光谱图。图2为实施例2步骤(3)中制得的磺球的红外光谱图。图3为实施例2步骤(4)中制得的稀土改性阳离子交换树脂的红外光谱图。图4为实施例2步骤(5)中制得的乙酸苄酯的红外光谱图。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。实施例1一种稀土改性阳离子交换树脂催化合成乙酸苄酯的方法，包括以下操作步骤：(1)将苯乙烯与二乙烯苯按照摩尔比为7.14∶1的比例混合后，加热至38℃，再向其中加入苯乙烯质量2.0％的引发剂BPO，保温持续搅拌5min，制得原料液；(2)将聚乙烯醇和去离子水按照质量比为1∶8的比例混合后，加入至原料液中，加入量为原料液质量的10％，再将反应体系的温度升至80℃，混合搅拌反应1.5-2.5小时后，过滤，得到白球；(3)将白球、质量分数为90％的硫酸、1，2-二氯甲烷按照质量比为1∶7∶0.4的比例混合后，将混合物的温度升至95℃，保温反应3小时后，过滤，将滤渣水洗至pH为6.0后，制得磺球；(4)将步骤(3)制得的磺球，过30目筛后，加入至稀土盐溶液中，35℃的温度搅拌浸渍2小时后，抽滤，洗涤，干燥后，制得稀土改性阳离子交换树脂，其中稀土盐溶液由以下重量份的组分制成：氯化镧4份、硝酸铕1份、水160份；(5)将苯甲醇与冰乙酸按照摩尔比为1∶1.0的比例混合后，向其中加入苯甲醇与冰乙酸总质量28％的稀土改性阳离子交换树脂，苯甲醇质量的15％的环己烷，混合搅拌均匀后，加热至85℃，保温反应4小时后，制得乙酸苄酯。具体地，上述步骤(1)中，保温持续搅拌反应时，搅拌的转速为350r/min。具体地，上述步骤(2)中，聚乙烯醇为聚乙烯醇1788型。本实施例中，酯化率为68.02％。实施例2一种稀土改性阳离子交换树脂催化合成乙酸苄酯的方法，包括以下操作步骤：(1)将苯乙烯与二乙烯苯按照摩尔比为7.14∶1的比例混合后，加热至38℃，再向其中加入苯乙烯质量2.0％的引发剂BPO，保温持续搅拌5min，制得原料液；(2)将聚乙烯醇和去离子水按照质量比为1∶10的比例混合后，加入至原料液中，加入量为原料液质量的15％，再将反应体系的温度升至83℃，混合搅拌反应2小时后，过滤，得到白球；(3)将白球、质量分数为90％的硫酸、1，2-二氯甲烷按照质量比为1∶7∶0.4的比例混合后，将混合物的温度升至98℃，保温反应3.5小时后，过滤，将滤渣水洗至pH为6.5后，制得磺球；(4)将步骤(3)制得的磺球，过50目筛后，加入至稀土盐溶液中，38℃的温度搅拌浸渍2.3小时后，抽滤，洗涤，干燥后，制得稀土改性阳离子交换树脂，其中稀土盐溶液由以下重量份的组分制成：氯化镧6份、硝酸铕2份、水165份；(5)将苯甲醇与冰乙酸按照摩尔比为1∶1.2的比例混合后，向其中加入苯甲醇与冰乙酸总质量30％的稀土改性阳离子交换树脂，苯甲醇质量的15-18％的环己烷，混合搅拌均匀后，加热至88℃，保温反应4.5小时后，制得乙酸苄酯。具体地，上述步骤(1)中，保温持续搅拌反应时，搅拌的转速为380r/min。具体地，上述步骤(2)中，聚乙烯醇为聚乙烯醇1795型。本实施例中，酯化率为69.10％。实施例3一种稀土改性阳离子交换树脂催化合成乙酸苄酯的方法，包括以下操作步骤：(1)将苯乙烯与二乙烯苯按照摩尔比为7.14∶1的比例混合后，加热至42℃，再向其中加入苯乙烯质量3.0％的引发剂BPO，保温持续搅拌5-10min，制得原料液；(2)将聚乙烯醇和去离子水按照质量比为1∶12的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种稀土改性阳离子交换树脂催化合成乙酸苄酯的方法，其特征在于，包括以下操作步骤：(1)将苯乙烯与二乙烯苯按照摩尔比为7.14∶1的比例混合后，加热至38‑42℃，再向其中加入苯乙烯质量2.0‑3.0％的引发剂BPO，保温持续搅拌5‑10min，制得原料液；(2)将聚乙烯醇和去离子水按照质量比为1∶8‑12的比例混合后，加入至原料液中，加入量为原料液质量的10‑20％，再将反应体系的温度升至80‑85℃，混合搅拌反应1.5‑2.5小时后，过滤，得到白球；(3)将白球、质量分数为90％的硫酸、1，2‑二氯甲烷按照质量比为1∶7∶0.4‑0.5的比例混合后，将混合物的温度升至95‑100℃，保温反应3‑4小时后，过滤，将滤渣水洗至pH为6.0‑7.0后，制得磺球；(4)将步骤(3)制得的磺球，过30‑70目筛后，加入至稀土盐溶液中，35‑40℃的温度搅拌浸渍2‑2.5小时后，抽滤，洗涤，干燥后，制得稀土改性阳离子交换树脂，其中稀土盐溶液由以下重量份的组分制成：氯化镧4‑8份、硝酸铕1‑3份、水160‑170份；(5)将苯甲醇与冰乙酸按照摩尔比为1∶1.0‑1.4的比例混合后，向其中加入苯甲醇与冰乙酸总质量28‑32％的稀土改性阳离子交换树脂，苯甲醇质量的15‑18％的环己烷，混合搅拌均匀后，加热至85‑90℃，保温反应4‑5小时后，制得乙酸苄酯。...

【技术特征摘要】
1.一种稀土改性阳离子交换树脂催化合成乙酸苄酯的方法，其特征在于，包括以下操作步骤：(1)将苯乙烯与二乙烯苯按照摩尔比为7.14∶1的比例混合后，加热至38-42℃，再向其中加入苯乙烯质量2.0-3.0％的引发剂BPO，保温持续搅拌5-10min，制得原料液；(2)将聚乙烯醇和去离子水按照质量比为1∶8-12的比例混合后，加入至原料液中，加入量为原料液质量的10-20％，再将反应体系的温度升至80-85℃，混合搅拌反应1.5-2.5小时后，过滤，得到白球；(3)将白球、质量分数为90％的硫酸、1，2-二氯甲烷按照质量比为1∶7∶0.4-0.5的比例混合后，将混合物的温度升至95-100℃，保温反应3-4小时后，过滤，将滤渣水洗至pH为6.0-7.0后，制得磺球；(4)将步骤(3)制得的磺球，过30-70目筛后，加入至稀土盐溶液中，35-40℃的温度搅拌浸渍2-2.5小时后，抽滤，洗涤，干燥后，制得稀土改性阳离子...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈桂，梁春华，陈万平，李维，肖雅婷，袁叶，
申请(专利权)人：怀化学院，
类型：发明
国别省市：湖南,43