乙二醇丁醚醋酸酯的合成工艺研究毕业论文.doc

22南通大学毕业设计（论文）乙二醇丁醚醋酸酯的合成工艺研究毕业论文目 录摘 要IABSTRACTI1引言11.1课题研究的现状和发展趋势11.2课题研究的意义和价值31.3课题研究的内容及目标42 文献综述52.1 带水剂的了解52.1.1 带水剂在酯化反应中的作用52.1.2使用带水剂的弊端62.1.3 带水剂用量对酯化反应的影响62.1.4消除带水剂不良影响的措施62.2 酯化反应的催化剂的研究与展望62.2.1酯化反应得催化剂的研究72.2.2 酯化反应催化剂的研究展望92.3乙二醇丁醚醋酸酯的合成技术路线102.4本论文的设计思想103 实验部分103.1实验药品及仪器10311 实验仪器103.1.2 实验试剂113.2 反应原理113.3 反应步骤113.4预实验124 实验结果与讨论134.1带水剂种类对产物收率的影响134.2 带水剂用量对产物收率的影响134.3 反应物摩尔比对产物收率的影响144.4催化剂用量对产物收率的影响154.5 反应时间对产物收率的影响164.6 重复实验164.7 产品分析与检测174.8小结185 结论196 参考文献20致 谢22221引言1.1课题研究的现状和发展趋势 乙二醇丁醚醋酸酯工业生产多采用乙二醇丁醚和醋酸为原料经硫酸催化酯化得到，由于用硫酸作均相催化剂，由此造成设备腐蚀严重，副反应多，反应时间长，废水排放量大，后处理工艺复杂等众所周知的弊端。因此，随着人们节约资源、简化流程、提高经济效益、保护环境的意识逐渐增加以及环保法规的日益完善，非硫酸催化合成酯类已成必然趋势。有识之士也作了大量有益的探索并发现了一些有工业化应用前景的酯化催化剂1。SO42-/TiO2固体超强酸作为一种新型催化材料，在酸催化反应中表现出优良的催化性能2。用SO42-/TiO2固体超强酸作催化剂，催化活性高，催化效率较快，重复使用性好，产品收率高，后处理简单，不腐蚀设备，无三废污染，便于工业化生产等特点。因此这是一种具有工业应用前景的催化剂。强酸性阳离子交换树脂是一种高分子磺酸，价廉易得，催化反应速度快，不溶于反应体系，易于分离和处理，不腐蚀设备，不污染环境，是零排放有机合成的优良催化剂，分离出的催化剂具有重复催化性能，可使生成连续化，极有工业使用价值。有人利用全氟磺酸树脂催化合成乙酸异戊酯。当0.12mol乙酸，0.10mol异戊醇，催化剂占反应物质总质量的2%的树脂催化下回流1.5h，该酯收率达98.1%，同时该树脂在重复催化过程中产品收率稍有下降，重复使用5次，产品收率仍达95.8%。还有人以聚乙烯树脂负载镧作催化剂，合成上述同样的酯，采用0.2mol的乙酸，醇酸物质的量比是2:1，催化剂1.2g反应60min，收率达99%。说明采用强酸性阳离子作为催化剂，一方面可避免浓硫酸作催化剂所带来的一系列的问题。又满足“绿色化学”的要求。另外强酸性阳离子交换树脂是一种常用的酸性催化剂，来源容易，价廉，无腐蚀性3-5。传统的酯合成是采用硫酸作催化剂，在回流条件下进行的。该法具有酯化物收率高，反应过程简便等优点。但酯化过程生成部分焦油，使产品颜色变深，后处理困难。近年来，有关文献报道了强酸性离子交换树脂作酯化催化剂的研究情况，资料显示该法具有转化率高，产品颜色浅，易于进行后处理等优点。采用732强酸性阳离子交换树脂作催化剂，对催化合成氯乙酸异辛酯进行实验研究，并对反应适宜条件进行了讨论，取得了令人满意的结果。732强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂作催化剂性能良好，产物中焦油含量较少，颜色浅，优于浓硫酸作催化剂。732强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂可重复使用，其催化性能几乎不受其使用次数的影响。近年来，杂多酸作为酸催化剂已在烯烃水合、环氧化物醇化、苯烃化及合成乙酸正丁酯等反应中证明比传统矿物酸具有更高的催化活性。杂多酸是多核、多催化活性中心的固体酸，在有机反应中，具有催化活性高、选择性好、易于与产品分离、无环境污染、不腐蚀设备等优点，成为取代浓硫酸作酸性催化剂研究的热门课题。杂多酸硅钨酸及固载硅钨酸(盐)在合成酯类和缩醛(酮)中，具有良好的催化活性，以硅钨酸和固载硅钨酸(盐)为催化剂合成单个酯和单个缩醛(酮)的研究不少6-7。用硅钨酸催化合成酯类，醛类，反应温度低，催化活性高，是优良催化剂。但是，由于硅钨酸的比表面积小，不易与产品分离，回收困难，重复使用性差，难以实现工业化生产。将催化剂固载有利于催化剂活性组分的回收利用。固载硅钨酸及硅钨酸盐在结构上保持了硅钨酸的Kegg in 结构，由酸的催化活性中心H离子替换为盐的催化活性中心。欧阳玉祝等人对硅钨酸催化酯化反应，活性炭固载硅钨酸催化酯化反应进行了较为系统的研究，并且通过实验证明：对合成脂肪醇脂肪酸酯，中级脂肪酸的酸性越强，反应活性越大，酯的产率越高，醇的沸点越高，产率越高；由芳香醇芳香酸合成酯的反应中，硅钨酸的催化活性不如合成脂肪酸酯强。硅钨酸在酯化反应，缩酮反应中具有较好的催化活性，但回收再生率差，成本高，难以实现工业化生产。固固体硅钨酸及硅钨酸盐具有很好的催化活性，且催化剂用量少，回收再生率高，重复使用性好，反应温度低，反应时间短，可降低生产成本，减少环境污染，具有较好的工业应用前景。目前，国内研究固载硅钨酸较少，只有活性炭固载，而硅钨酸盐固载也是TiO2,分子筛，进一步研究其他固载体，提高催化剂催化活性，开发新的催化剂，改进反应条件和反应方法降低生产成本，保护环境，减少设备腐蚀，实现大规模工业化生产，仍是研究者深入探讨的课题。使用硫酸氢钠作为催化剂催化丁酸戊酯的酯化反应，效果良好。这是一种价廉易得，催化效果好，用量少，不溶于反应体系而易分离，基本不存在对设备的腐蚀和环境污染，后处理工艺简单，具有应用价值的催化剂8 。以活性炭负载磷钨酸为催化剂合成了苹果醇，确定了反应的最优条件。实验结果表明，催化剂的催化活性高，可重复使用9。传统的乙酸正丁酯的合成是采用浓硫酸作为催化剂的均相催化反应，硫酸虽然便宜，易得，但存在诸如腐蚀设备，副反应多，废酸排放污染环境等弊端。因此人们就不断寻找优良的固相催化剂来代替硫酸。有人对SBA-15分子筛进行铈改性，制备了铈改性SBA-15分子筛，将改性材料作为催化剂应用于催化乙酸正丁酯，研究了催化剂的制备条件和应用性能。采用一步法制备了铈改性SBA-15分子筛，进一步用硫酸浸渍处理增强分子筛表面酸活性中心。Ce改性SBA-15分子筛催化剂优化的制备条件为：1mol/L的硫酸浸渍，500的条件下烘焙3h。所得的催化剂具有良好的催化性能，最高酯化率达97.28%10。经改性的阳离子交换树脂可用作苯酚与甲醛缩合反应合成双酚F的催化剂。结果表明，负载氯化铝的大孔型低交联度阳离子交换树脂有较好的催化性能，在反应温度为75，苯酚/甲醛（摩尔比）为5:1，反应3小时的条件下，所得双酚F的收率可达80%以上，催化剂可重复使用3次，性能无明显下降11。 1.2课题研究的意义和价值乙二醇丁醚醋酸酯传统的合成方法是以硫酸催化乙二醇丁醚与醋酸酯化而得。由于浓硫酸同时具有酯化、脱水和氧化等作用，导致一系列副反应的发生，给产品的精制和原料的回收带来困难。特别是作为食品香料，必须符合一定的卫生指标，后处理工艺复杂，环境污染严重，腐蚀设备严重，使产品的成本增加。为了克服上述缺点，采用强酸性阳离子交换树脂作催化剂合成此产品。该催化剂具有高活性和高选择性，反应速度快，用量少，产率高，化学稳定性好，可重复使用多次，后处理简单，不产生环境污染，不腐蚀设备和成本低12-13。但是单一品种的合成酯催化剂催化性能不尽人意，而由钛酸酯和锌酸盐复合而成的催化剂具有协同效应，表现出良好的催化活性，催化剂的用量可大大减少，在工业生产中具有广阔的应用前景14。酶催化（脂肪酶催化，菌体催化等）工艺不仅催化活性高，产品质量好，而且反应条件简单，温和，酶重复使用方便，酶活性保持时间长，在生物酶的固定及精细化学品的合成中有较大的使用价值15。本课题不仅能培养学生的独立思考与创新能力，也能提高学生的动手能力，同时生产和环境保护方面有重要的意义。目前，国内外羧酸酯类的合成的发展趋势越来越多的偏向于研究合成绿色、高效、环保等多功能的新型催化剂剂。一方面，合成环境友好的催化剂所采用的原料都比较易得，在开发过程中可以降低成本；另一方面，合成环境友好的催化剂所采用的都是低毒、高效、无污染的工艺，较大范围的降低了环境的负荷。发展我国羧酸酯类香料应当注意加大科技投入力度，大力开展技术创新，加强安全法规和环境保护，强化企业管理，提高经济效益。1.3课题研究的内容及目标研究内容：（1）制备固体酸，强酸性树脂，强酸性阳离子等催化剂;（2）上述催化剂催化乙二醇丁醚及醋酸合成乙二醇丁醚醋酸酯的活性研究及探索实验。（3）催化剂催化合成乙二醇丁醚醋酸酯的实验优化。（4）产物定量分析及产物定性分析研究目标：(1) 产品收率达到90以上； (2) 合成反应的转化率及选择性达到90以上； (3) 产品的含量达到95以上。2 文献综述2.1 带水剂的了解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为催化剂，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代替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，为工业化提供了广阔前景，酯是由羧酸和醇在酸催化下，羧酸中的羟基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产。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正实现绿色化工，如何选择，使用和处理酯化反应中的带水剂问题必将吸引起人们的普遍关注。2.1.1 带水剂在酯化反应中的作用按照化学热力学理论，带水剂能与水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，打破了反应的热力学平衡，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，从而加快反应速度；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。2.1.2使用带水剂的弊端使用带水剂苯，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等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将低产品收率，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。2.1.3 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军有关，尤其是与所用催化剂关系密切，例如丁酸丁酯的合成，采用十二水合硫酸铁铵催化，加入带水剂苯和环己烷收率下降，采用杂多酸型固体超强酸催化，是否加入带水剂甲苯对转换率影响不大，采用对甲苯磺酸催化，氨磺酸催化要加入带水剂才能提高收率。2.1.4消除带水剂不良影响的措施（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。乳痈乙酸乙酯做带水剂合成乳酸乙酯，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剂的目的，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。2.2 酯化反应的催化剂的研究与展望化学工业，尤其是以有机合成为核心技术的精细化工，在国民经济发展中有突出贡献，酯是一种重要的有机化合物，常用作有机溶剂和有机合成原料，但其传统的合成方法一般都采用以酸，醇为原料，为浓硫酸为催化剂，长时间加热，直接酯化合成，用浓硫酸作催化剂存在较多缺点。（1） 在酯化反应条由于硫酸同时具有酯化，脱水和氧化作用，导致一系列副反应的发生，使反应产物中含有少量醚，硫酸酯及羟基化合物，给产物的精制和原料的回收带来困难，从而也限制了其在食品工业上的应用。（2） 反应产物的处理要经过碱中和及水洗，以除去作催化剂的硫酸，致使工艺复杂，产品和未反应的原料损失，并产生大量废液，污染环境。（3） 由于硫酸严重的腐蚀性，尽管采用了搪瓷反应器和高级不锈钢管，却仍然不得不进行设备的定期更新，从而增加了生产成本。基于以上原因，有很多化学工作者对酯化反应催化剂进行了大量研究，并对其进行深入探讨。2.2.1酯化反应得催化剂的研究 （1）FeCl36H2O 催化酯化反应氯化铁是Lewis酸，其中金属离子具有能与羰基配位的空轨道，因而具有催化配位作用，目前用FeCl36H2O作催化剂成功合成了氯乙酸乙酯，丁酸异戊酯，己酸异戊酯等多种。FeCl36H2O的来源广泛，性质稳定，无毒，对设备的腐蚀和环境污染小，催化酯化操作方便，反应温和，反应时间段，是一种值得推广的有效合成酯的绿色催化剂。（2）SnCl22H2O的催化酯化反应 氯化亚锡也是一种Lewis酸，是合成的酯的良好催化剂，反应温和，反应时间段，酯化率较高，工艺简单，腐蚀性小，无三废污染，在某种程度上弥补了硫酸催化法的缺点。同时SnCl22H2O可回收处理再利用。目前用其成功催化合成了丁酸异戊酯，柠檬酸三丁酯等。（3）NH4Fe(SO4)12H2O催化酯化反应十二水硫酸铁铵也是Lewis酸，和三氯化铁一样，Fe3+具有外层空轨道，易于羰基配位，具有催化酯化性能。三氯化铁是合成酯的良好催化剂，但其易潮解，易溶于反应体系中，给使用和反应液的后处理带来不便，而硫酸铁铵是一种稳定晶体，不易吸潮，保管和使用方便，反应后结成淡黄色不溶块状物，很容易从反应体系中分离，操作方便，同时它也价廉易得，用量少，反应时间短，对设备不存在腐蚀，是一种很有前途的合成酯的绿色催化剂，目前已成功催化合成看丁酸异戊酯，乳酸正丁酯，己二酸二乙酯。（4）CuSO45H2O催化酯化反应硫酸铜中的Cu2+和Fe3+一样，也是外层缺电子的离子，同样具有配位性能，而且它不溶于有机反应体系，在催化酯化反应后同样易于分离，不腐蚀设备，操作方便，同时能够重复使用，是一种环境优化好催化剂。目前已成功合成了己二酸二乙酯。酯化率达81.3%。 （5）HNSO3H 催化酯化反应氨基磺酸是一种有酸性的固体化合物，性质稳定，不吸潮，不溶于有机反应体系，不污染环境，不腐蚀设备，也易于获得，保管和使用，在反应结束后会呈固体析出，沉于反应液下，易于反应液分离，同时可重复使用，是一种优良的酯化催化剂，已经成功合成了乳酸正丁酯，丁酸异戊酯等。（6）脂肪酶催化合成酯 利用生物技术催化合成香料正日益受到关注，原因在于与化学合成相比，生物发酵合成酯类反应更专一，得到的产品属于天然产品。章克昌等将选育到热稳定性脂肪酶用于丁酸异戊酯的合成，该法虽然可得到绿色产品。符合环保要求，但生产周期长，反应条件苛刻，难以产生经济效益，有待开发。（7）沸石分子筛催化合成酯 沸石分子筛为无机硅铝盐，具有硅铝活性中心，不溶有机反应体系，易于分离，耐高温，不腐蚀设备，操作方便，能够重复使用和再生，是工业化生产的可行催化剂。目前用脱铝超稳Y沸石成功催化合成了乳酸正丁酯，用HY型分子筛丁酸异戊酯。（8）相转移催化剂合成酯 利用相转移催化剂合成酯，制备方法简单，产量高，目前用TEBAC（三乙基苄基氯化铵）作相转移催化剂成功合成了醋酸苄酯。2003年，周建伟采用了三种相转移催化剂：四丁基氯化铵，十二烷基二甲基苄基氯化铵和溴化十六烷基三甲胺成功合成了乙酸异戊酯，并且，研究讨论了影响酯化反应的几个影响因素。（9）有机碱催化合成酯2003年，詹天荣等人首次以甘露醇和对甲苯磺酰氯为原料，采用吡啶为溶剂兼反应得催化剂，合成了六对甲苯磺酸甘露醇酯，并研究了多因素对酯化反应收率的影响，提出吡啶是合成六对甲苯磺酸甘露醇酯的很好溶剂，因为吡啶与反应产生的氯化氢结合，避免了氯化氢对不稳定反应物的副作用，是很好的附酸剂，同时还起到催化作用，并通过实验确定了吡啶在酯化反应中的用量。（10）酰胺缩醛催化合成酯 酸和醇在催化剂存在下，是通过羰基的亲核反应生成加成产物，然后再消去得到酯，酰胺缩醛的酯化机理和其他酯化方式不同，在反应过程中伴随着Waklen的转化。Echenmoser 等人用具有旋光性的丁醇-2（S）为原料。通过醇交换合成DMF二仲丁基缩醛（S），在与羧酸反应生成（R）型酯。酰胺缩醛作为脂肪酸酯化剂，具有产率高，酯化方法简单，适用多种酯的合成，而且反应条件温和，除去副产物醇和酰胺后，得到纯度较高的酯。2.2.2 酯化反应催化剂的研究展望 综上所述：以上几种酯化反应的新型催化剂与浓硫酸相比在酯化反应中显示了巨大优势。但这类催化剂各有千秋，综合实际生产条件考虑，无机盐类催化剂相对而言更多的优点：价廉易得，反应后处理操作简单，可重复使用等诸多优点，同时，还克服了浓硫酸腐蚀性强，污染性大，反应时间长等缺点，并且具有较高的催化活性。因此，在酯化反应中可以推广。 2.3乙二醇丁醚醋酸酯的合成技术路线 带水剂，催化剂80-90乙二醇丁醚醋酸酯粗品原料分离催化剂10ML，5%氢氧化钠溶液加水中性溶液乙二醇丁醚醋酸酯酯中性溶液常压蒸馏干燥2.4本论文的设计思想本论文将探索配比，时间，带水剂种类，带水剂剂量，催化剂用量等方面对合成制备乙二醇丁醚醋酸酯收率的影响。经过多次实验，得出了最佳的条件。3 实验部分3.1实验药品及仪器311 实验仪器 实验所需仪器如表3-1所示：表3-1 实验仪器Table 3-1 Instruments used in the experiment仪器生产厂家搅拌器郑州长城工科贸有限公司无极调速搅拌器郑州长城工科贸有限公司ZHT型自动恒温电热套山东鄄城华鲁仪器公司电子天平日本岛金公司温度计郑州长城工科贸有限公司3.1.2 实验试剂实验所需试剂如表3-2所示：表3-2 实验试剂Table 3-2 Reagent used in the experiment药品名称级别生产厂家苯乙醛AR分析纯汕头市西陇化工厂有限公司正丁醇AR分析纯汕头市西陇化工厂有限公司环己烷分析纯AR广东汕头市西陇化工厂甲苯分析纯AR汕头市西陇化工厂有限公司苯分析纯AR广东汕头市西陇化工厂乙二醇丁醚AR中国医药集团上海化学试剂公司乙酸AR上海试剂四厂昆山分厂3.2 反应原理3.3 反应步骤1.在装有搅拌器及温度计的四口烧瓶中加入23.6g的乙二醇丁醚和一定量得乙酸溶液，搅拌均匀，再向其中加入一定量的带水剂和D002-强酸性阳离子催化树脂，然后用ZHT型自动恒温电热套进行加热，先直热加热到80，然后保持恒温加热，使其温度保持在8590。2.反应几个小时后，将其中的催化剂先过滤出来，然后将四口烧瓶中的液体倒入分液漏斗中，将事先配制好的氢氧化钠溶液逐滴加入里面，使得其中的乙酸被中和为止，然后分离出下方的碱溶液，再将上方的溶液倒入四口烧瓶中，加热蒸馏出带水剂。3.等带水剂蒸馏完后，将装置搭成常压蒸馏装置，然后加热到190左右，直至四口烧瓶中的溶液全部被蒸馏完为止，再用无水硫酸钠对产物进行干燥，除去无水硫酸钠，测其产率为90%，然后取少量产物，用阿贝折光仪测其折光率为1.414。3.4预实验实验过程中，原料的配比，催化剂的用量，带水剂的用量和种类，还有反应时间的长短都能影响到产物的产率和折光率。表3-3实验条件范围Table 3-3 experimental conditionsn(乙二醇丁醚)：n(乙酸)催化剂/g带水剂/g带水剂总类反应时间/h1:1.051:1.11:1.151:1.21:1.250.60.81.01.21.43035404550环己烷苯甲苯2.02.53.03.54.04 实验结果与讨论4.1带水剂种类对产物收率的影响采用单因素实验方法，带水剂用量不变，原料的配比不变，催化剂用量不变，反应时间不变，在反应器中加入环己烷，甲苯，苯，考查带水剂的种类对产品收率的影响，乙酸12.6g,乙二醇丁醚23.6g，催化剂1.0g,带水剂40ml,反应3h实验结果见表4-1：表4-1 带水剂种类对产物收率的影响Table 4-1 with the agent on the yield of species带水剂乙二醇丁醚醋酸酯/g产物收率/%环己烷28.52389.134甲苯27.94487.325苯27.94787.334由表4-1 中的数据可以看出，带水剂的种类不同，产物的收率也不同，当使用环己烷做带水剂时，产物的收率最高，收率为89.134%。4.2 带水剂用量对产物收率的影响采用单因素实验方法，带水剂种类不变，原料的配比不变，催化剂用量不变，反应时间不变，在反应器中加入带水剂环己烷，考查环己烷的用量对产品收率的影响，乙酸14.4g,乙二醇丁醚23.6g，催化剂1.2g，反应3h，实验结果见表4-2：表4-2 带水剂用量对产物收率的影响Table 4-2 with the agent dosage on the yield of the product带水剂用量/ml乙二醇丁醚醋酸酯/g产物收率/%3028.80090.0013528.86290.1944029.50192.1914529.26191.4425029.39191.848由表4-2中的数据可以看出，带水剂环己烷的用量不同，产物的收率不同，当环己烷加入40ml时，产物的收率最高，收率为92.191%。4.3 反应物摩尔比对产物收率的影响采用单因素实验方法，带水剂种类不变，带水剂用量不变，催化剂用量不变，反应时间不变，在反应器中加入不同配比的原料，考查原料配比不同对产品的收率的影响，催化剂1.0g，环己烷40ml, 反应3h，实验结果见表4-3：表4-3 乙酸与乙二醇丁醚摩尔比对产物收率的影响Table 4-3 molar ratio of acetic acid and ethylene glycol butyl ether influence on the yield乙酸/g乙二醇丁醚/gn(乙二醇丁醚)：n（乙酸）乙二醇丁醚醋酸酯/g产品收率/%12.623.61:1.0528.22388.19713.223.61:1.128.47388.97713.823.61:1.1528.51689.11114.415.023.623.61:1.201:1.2529.29228.92291.53690.381由表4-3中的数据可以看出，乙酸与乙二醇丁醚摩尔比的不同，产物收率也不同，当乙二醇丁醚与乙酸的摩尔比为1:1.20时，产物收率最高，收率为91.536%。4.4催化剂用量对产物收率的影响采用单因素实验方法，带水剂种类不变，带水剂用量不变，原料配比不变，反应时间不变，在反应器中加入不同量的催化剂，考查催化剂的用量对产品的收率的影响，乙酸14.4g,乙二醇丁醚23.6g,环己烷40ml, 反应3h，实验结果见表4-4：表4-4 催化剂的用量对产物收率的影响Table 4-4 molar ratio of catalyst on product yield催化剂用量/g乙二醇丁醚醋酸酯/g产品收率/%0.629.09290.9110.827.49485.9181.029.29291.5361.21.429.50129.01192.19190.662由表4-4中的数据可以看出，催化剂的用量不同，产物收率也不同，当催化剂的用量为1.2g时，产物的收率最高，收率为92.191%。4.5 反应时间对产物收率的影响 采用单因素实验方法，带水剂种类不变，带水剂用量不变，原料配比不变，催化剂用量不变，使用不同的反应时间，考查反应时间不同对产品的收率的影响，乙酸14.4g,乙二醇丁醚23.6g，催化剂1.2g，带水剂40ml，实验结果见表4-5：表4-5 反应时间对产物收率的影响Table 4-5 reaction time on the yield of the product反应时间/h乙二醇丁醚醋酸酯/g产品收率/%228.83290.1002.528.26388.321329.50192.1913.529.57692.425429.56392.385由表4-5中的数据可以看出，反应时间不同，产物的收率也不同，当反应时间为3.5h时，产物的收率最高,产率为92.425%。4.6 重复实验由以上可以看出，当乙二醇丁醚与乙酸的原料配比为1：1.20，乙酸14.4g,乙二醇丁醚23.6g,催化剂用量为1.2g，带水剂为环己烷，且用量为40ml,反应时间为3.5h时，收率最高，由此条件重复实验5次，实验结果见表4-6：表4-6 重复实验结果实验次数乙二醇丁醚醋酸酯/g产品收率/%129.54892.338229.58592.453329.56092.376429.35891.743529.65392.665经过5次的重复实验，可以看出采用上述方法，合成出的产品产率均保持在90%左右。4.7 产品分析与检测图4-1产品的红外谱图Figure 4-1 Infrared spectra of the product表4-7 乙二醇丁醚醋酸酯的红外图片数据解析Table 4-7 Ethylene glycol butyl ether acetate infrared image data analysis吸收峰位置（cm-1）归属2959.37甲基上C-H伸缩振动1743.20羰基上c=o伸缩振动1239.96羰基上c-o伸缩振动3462.20羟基O-H伸缩振动1056.88开链酸酐的c-o的伸缩振动4.8小结（1） 制备乙二醇丁醚醋酸酯的过程中，原料的配比对产物收率的影响很大，实验测得乙二醇丁醚与乙酸的配比为1:1.20最佳，最高收率91.536%。（2） 制备乙二醇丁醚醋酸酯的过程中，催化剂的用量对产物收率影响很大，实验测得催化剂用量1.20g最佳，最高收率为92.191%（3） 制备乙二醇丁醚醋酸酯的过程中，带水剂的种类对产物收率影响很大，实验测得使用带水剂环己烷最佳，最高收率为89.134%。（4） 制备乙二醇丁醚醋酸酯的过程中，带水剂的用量对产物收率影响很大，实验测得带水剂用量40ml最佳，最高收率为92.191%。（5） 制备乙二醇丁醚醋酸酯的过程中，反应时间的长短对产物收率影响很大，实验测得反应时间为3.5h时最佳，最高收率为92.425%。（6） 得到最佳结果后，再用最佳的条件，重复5次实验，以便更好的得到产物。5 结论本文采用乙酸和乙二醇丁醚在催化剂，带水剂的条件下直接合成粗产品乙二醇丁醚醋酸酯，然后常压蒸馏，得到产品纯的乙二醇丁醚醋酸酯。结果表明：（1） 乙二醇丁醚和乙酸的摩尔配比是1:1.20。.（2） 催化剂用量是1.2g。（3） 带水剂用环己烷，并且用量为40ml。（4） 反应时间为3.5h。以上条件为最佳条件，用这些条件重复进