专利名称：一种正丁酸异戊酯的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种以正丁醛和异戊醇为原料制备正丁酸异戊酯的方法。
工业上通常采用硫酸催化丁酸和异戊醇的酯化法来合成，该法不仅存在严重的腐蚀性、反应时间长，而且副反应多，产品收率也不高。叶庆国(叶庆国，马殿涛，李建立反应精馏合成丁酸异戊酯青岛化工学院学报，2000，21(2)112 114)等对此方法进行了改进，采用反应精馏合成丁酸异戊酯，在内径Φ20mm×200mm，塔高1.5m的玻璃填料塔中进行，其工艺条件是醇酸摩尔比为1.05，硫酸用量(质量分数)为丁酸质量的1％，异戊醇从第5块理论板加入，丁酸和催化剂在塔中部加入，反应温度为120℃，反应时间1.5h。在此工艺条件下重复做反应精馏实验，酯收率为93.6％。与间歇酯化法相比，醇酸比小，反应时间短，酯收率由78.9％提高到93.6％。然而并未克服硫酸的其他缺点。
1992年以MCM41S为代表的介孔分子筛的发现，为催化、分离和新型无机材料等学科，开辟了新的研究领域。在催化化学学科，将Ti、Zr、Mo、W等有某种催化活性的过渡金属元素以高分散的形态嵌入介孔分子筛骨架，由此制备出新型介孔分子筛催化剂材料，以及在此基础上开展的大分子有机化合物催化研究是近几年发展十分迅速的研究领域。
本发明是通过介孔分子筛催化剂来合成正丁酸异戊酯。介孔分子筛催化剂可以与溶液分离，重复使用，对环境无污染且正丁酸异戊酯的收率可达100％。
本发明公开的正丁酸异戊酯的制备方法，该方法将正丁醛和异戊醇溶解在二氯甲烷中，搅拌均匀后加入分子筛催化剂，其分子筛催化剂为TS-1，Ti-MCM-41，Ti-HMS，TAPO-5其中之一，20-60℃回流，回流2-16小时后，从反应混合物中收生成物。
本发明中所提供的正丁酸异戊酯的合成中分子筛催化剂TS-1，Ti-MCM-41，Ti-HMS，TAPO-5的用量为0.005-0.015g.ml-1。
本发明中所提供的正丁酸异戊酯的合成中，正丁醛和异戊醇的摩尔比为1∶1-1∶4。
本发明具有如下优点(1)产物正丁酸异戊酯的收率高(100％)；(2)反应一步完成，过程简单；(3)与传统催化剂硫酸相比，对环境无污染；(4)催化剂可重复利用。因而是一种经济且环境友好制备方法。
催化剂摩尔比时间温度转化率选择性(醛∶醇)(h)(℃)(％) (％)1TS-1 1.0∶4.02-320-60100 1002Ti-MCM41 1.0∶4.012 20-60100 1003Ti-HMS1.0∶4.014 20-60100 984TPAO-51.0∶4.016 20-60100 965- 1.0∶4.016 20-60- -实施例5-9相同催化剂上反应物间不同摩尔比对反应结果的影响实验条件为100ml三颈瓶中，20ml CH2Cl2溶剂，催化剂TS-10.2g，CH3(CH2)2CHO 0.02mol，(CH3)2CHCH2CH2OH 0.02-0.08mol(实施例5-9)，20-60℃回流2-10h。
催化剂摩尔比 时间温度转化率选择性(0.2克) (醛∶醇) (h)(℃) (％) (％)5 TS-10.02∶0.021020-60 28476 TS-10.02∶0.031020-60 46687 TS-10.02∶0.041020-60 58878 TS-10.02∶0.06 320-60 100 1009 TS-10.02∶0.082-3 20-60 100 100实施例10-13催化剂用量对反应的影响实验条件为100ml三颈瓶中，20ml CH2Cl2溶剂，CH3(CH2)2CHO 0.02mol，(CH3)2CHCH2CH2OH 0.08mol，催化剂TS-10.05-0.02g(实施例10-13)，20-60℃回流2-10h。
催化剂 摩尔比时间温度 转化率 选择性(TS-1，克) (醛∶醇)(h)(℃)(％)(％)10 0.05 0.02∶0.081020-60 100 10011 0.10 0.02∶0.08 720-60 100 10012 0.15 0.02∶0.08 520-60 100 10013 0.20 0.02∶0.082-3 20-60 100 100
权利要求
1.一种正丁酸异戊酯的制备方法，其特征在于该方法将正丁醛和异戊醇溶解在二氯甲烷中，搅拌均匀后加入分子筛催化剂，其分子筛催化剂为TS-1，Ti-MCM-41，Ti-HMS，TAPO-5其中之一，20-60℃回流，回流2-16小时后，从反应混合物中收生成物。
2.如权利要求书1所述的制备方法，其特征在于分子筛催化剂TS-1，Ti-MCM-41，Ti-HMS，TAPO-5中钛与硅的摩尔比为0.005-0.2∶1。
3.如权利要求书1所述的制备方法，其特征在于分子筛催化剂TS-1，Ti-MCM-41，Ti-HMS，TAPO-5的用量为0.005-0.015g.ml-1。
4.如权利要求书1所述的制备方法，其特征在于正丁醛和异戊醇的摩尔比为1∶1-1∶4。
全文摘要
本发明提供了一种正丁酸异戊酯的制备方法。本发明以正丁醛和异戊醇为原料，以TS－1，Ti－MCM－41，Ti－HMS，TAPO－5分子筛为催化剂，20－60℃回流条件下制备正丁酸异戊酯。这种合成方法所得到的正丁酸异戊酯的收率可达到100％，且分子筛催化剂可以回收利用，对环境无污染，是制备正丁酸异戊酯的一种简便、经济、环境友好的方法。
文档编号C07C67/00GK1410410SQ02143890
公开日2003年4月16日 申请日期2002年10月11日 优先权日2002年10月11日
发明者王晓来, 赵睿, 索继栓 申请人:中国科学院兰州化学物理研究所