一种以长链烷基磺酸功能化杂多酸盐为催化剂制备脂肪酸烷基酯（FAME）的方法，其特点是：脂肪酸和甲醇、乙醇在酯化反应过程中采用长链烷基磺酸功能化杂多酸盐作为催化剂，反应结束后蒸馏除去低分子量的醇，降温后催化剂自动从反应混合物中分离，即可获得高收率的脂肪酸酯，且催化剂可重复利用多次。本发明专利技术的优点是：产品收率高，催化剂用量少、活性高，反应时间短，几乎无环境污染，是一种高效、绿色的脂肪酸酯制备方法。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及精细化工
，具体涉及。
技术介绍
世界经济的飞速发展使得人们对化石资源的依赖性越来越大，对其高强度开发利用导致其储量日趋枯竭、价格不断飙升，而且大量化石资源的开采与使用带来严重的环境污染，因此发展清洁可再生能源对其进行补充和替代势在必行。生物柴油作为一种可再生、可降解的新型清洁能源受到广泛关注,有望成为 化石燃料的重要替代品。生物柴油成分主要为脂肪酸烷基酯(FAME)，FAME主要通过植物油和动物油脂酯交换或者游离脂肪酸酯化反应获得。目前，国外主要是以菜籽油或大豆油为原料，采用强碱催化酯交换生产生物柴油，但是该法对原料要求高，当原料中游离脂肪酸含量较高时，很容易与碱催化剂发生皂化反应，结果导致产品甘油与脂肪酸甲酯发生乳化而无法分离。而我国人口众多，耕地面积相对稀缺，大量食用油依赖进口，采用菜籽油、大豆油等食用油脂生产生物柴油不符合国情，而选择餐饮废油、各种野生植物油料为原料切实可行。然而这些原料大都含有大量游离脂肪酸，需要采取两步的处理过程生产生物柴油首先在酸催化条件下通过酯化预处理除去游离脂肪酸，然后再通过酯交换反应制备生物柴油。通常情况下，酯化反应都是在酸催化条件下进行的，传统的催化剂主要有H2S04、HF、H3PO4, HCl等，但是这些催化剂腐蚀设备、污染环境、产品后处理困难、催化剂不易回收，逐渐被其它类型的催化剂所替代。近年来一些多相催化剂如沸石(Appl.Catal.A1999, 189，163)、杂多酸(Chem. Rev. 1998，98，171-198.)、树月旨(J. Catal. 1999，181，217-222.)等纷纷被用于酯化反应过程中，并取得了良好的催化效果。但是上述催化剂也存在一些缺点，比如高温失活、容易流失、活性低等一系列问题，也进一步限制了它们的实际应用。研究表明，均相、多相催化剂都各有优缺点，为了改进催化剂的性能，相转移催化齐U、温控相转移催化剂、液-液两相催化剂已被广为研究。离子液体由于具有可忽略蒸气压、高热稳定性、独特的溶解性以及可调变的结构和性质等特性，作为新型催化剂和反应介质深受关注。文献报道的双磺酸功能化离子液体(N，N，N’，N’ -四甲基-N，N’ - 二丙烷磺酸乙撑二胺硫酸氢盐)被用于催化游离脂肪酸与甲醇、乙醇的酯化反应过程中表现出良好的温控液-液分离性能(ACS Catal. 2011，I, 42-47)，且取得了较高的FAME收率，但是该离子液体在反应过程中用量较大(离子液体为游离脂肪酸摩尔比的50%);王军教授报道了一系列具有离子液体结构的磺酸功能化杂多酸盐(CN101574667A，Angew.Chem. 2009, 121，174-177)，同时在一系列酯化反应过程中表现出异乎寻常的反应诱导-自分离效果，这项研究制备了一类全新的基于杂多酸的有机-无机复合催化材料，兼具均相和多相催化剂的优点，为当前的热点研究“有机-无机杂化催化材料”注入了新的活力，但是该类催化剂用于游离脂肪酸与低分子量醇的酯化反应制备FAME的研究还未见有报道。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对已有技术存在的问题，提供一种以长链烷基磺酸功能化杂多酸盐为催化剂制备脂肪酸烷基酯(FMME)的方法，该方法产率高、催化剂用量小，且催化剂可重复使用，无环境污染，可实现温和条件下的绿色高效脂肪酸与甲醇、乙醇的酯化反应。本专利技术的具体技术方案是一种以长链烷基磺酸功能化杂多酸盐为催化剂制备脂肪酸酯(FAME)的方法，特点是游离脂肪酸及甲醇、乙醇在酯化反应中用长链烷 基磺酸功能化杂多酸盐为催化剂，反应结束后，先旋蒸除去甲醇、乙醇，催化剂析出用乙酸乙酯洗涤，真空100°c干燥后重复利用。其具体步骤如下第一步长链烷基磺酸功能化杂多酸盐的制备(I)取物质量比为1. 2 1的氢化钠和咪唑，40°C条件下搅拌反应4h，然后升温到60°C滴加与咪唑等摩尔的溴代烷烃继续搅拌反应12h，反应结束后减压除去溶剂，纯化处理可得到烷基咪唑；然后在40°C条件下，将等物质的量的1. 3-丙烷磺内酯与烷基咪唑混合反应8h，抽滤得到白色固体两性离子化合物；将等摩尔杂多酸与两性离子化合物在乙醇溶液中混合，30°C条件下反应8h，减压除去溶剂，得到长链烷基磺酸功能化杂多酸盐的结构如式(I )所示权利要求1.，其特征在于以甲醇或乙醇与脂肪酸为反应底物，使用长链烷基磺酸功能化杂多酸盐为催化剂，合成脂肪酸甲酯、脂肪酸乙酯。2.按照权利要求1所述以长链烷基磺酸功能化杂多酸盐为催化剂制备脂肪酸烷基酯的方法，其特征在于所述甲醇、乙醇与脂肪酸的物质的量之比为1:1-5:1。3.按照权利要求1或2所述以长链烷基磺酸功能化杂多酸盐为催化剂制备脂肪酸烷基酯的方法，其特征在于所述脂肪酸为Cltl-C18脂肪酸。4.按照权利要求1所述以长链烷基磺酸功能化杂多酸盐为催化剂制备脂肪酸烷基酯的方法，其特征在于所述长链烷基磺酸功能化杂多酸盐的结构式如(I )所示5.按照权利要求1所述以长链烷基磺酸功能化杂多酸盐为催化剂制备脂肪酸烷基酯的方法，其特征在于所述长链烷基磺酸功能化杂多酸盐与脂肪酸的摩尔百分比为O.1%-5. 0%。6.按照权利要求1所述以长链烷基磺酸功能化杂多酸盐为催化剂制备脂肪酸烷基酯的方法，其特征在于所述合成条件为反应温度为25°C 120°C，反应时间为l-10h。全文摘要一种以长链烷基磺酸功能化杂多酸盐为催化剂制备脂肪酸烷基酯(FAME)的方法，其特点是脂肪酸和甲醇、乙醇在酯化反应过程中采用长链烷基磺酸功能化杂多酸盐作为催化剂，反应结束后蒸馏除去低分子量的醇，降温后催化剂自动从反应混合物中分离，即可获得高收率的脂肪酸酯，且催化剂可重复利用多次。本专利技术的优点是产品收率高，催化剂用量少、活性高，反应时间短，几乎无环境污染，是一种高效、绿色的脂肪酸酯制备方法。文档编号C07C69/003GK102993005SQ201210555598公开日2013年3月27日 申请日期2012年12月17日 优先权日2012年12月17日专利技术者刘秀梅, 刘静, 高艳安 申请人:中国科学院大连化学物理研究所本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种以长链烷基磺酸功能化杂多酸盐为催化剂制备脂肪酸烷基酯的方法，其特征在于：以甲醇或乙醇与脂肪酸为反应底物，使用长链烷基磺酸功能化杂多酸盐为催化剂，合成脂肪酸甲酯、脂肪酸乙酯。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘秀梅，刘静，高艳安，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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