第31卷第4期2005年10月曲阜师范大学学报JournalofQufuNormalUniversityVol.31No.4Oct.2005丙烯酸十六酯的合成刘为清,?X宋昭峥?(?中国石油大学期刊社,257061,山东省东营市;?中国石油大学化学化工学院,102249,北京市)甲苯为溶剂和对苯二酚为阻聚剂,丙烯酸和十六酯通过直接酯化法合成摘要:以对甲苯磺酸为催化剂、了丙烯酸十六酯.实验结果表明,合成的最佳反应条件为:丙烯酸与十六酯的物质的量之比为1.2B1,对甲苯磺酸的用量为0.6%,对苯二酚的用量为0.4%,反应温度为110e,反应时间为5h.在此反应条件下,丙烯酸十六酯的产率可以达到98%,产品经IR光谱和1HNMR光谱证实.关键词:丙烯酸;十六醇;丙烯酸十六酯;酯化中图分类号:O621.3文献标识码:A文章编号:1001_5337(2005)04_0081_04产率,一方面使反应物的浓度增加可以使平衡向生成物的方向移动,因丙烯酸的沸点较低,易于分离,在这里以增加丙烯酸的量较好;另一方面,将反应过程中不断产生H2O由甲苯携出反应体系,可使平衡向生成物的方向移动.在酯化反应中,可用对甲苯磺酸作为催化剂增加反应速度.此外还必须加入对苯二酚作为阻聚剂,防止丙烯酸自聚及其与丙烯酸十六酯共聚,降低反应产率.1.3合成步骤在装有温度计、回流冷凝管、搅拌器、分水器的250mL三口烧瓶,加入一定量的十六醇、二甲苯、对甲苯磺酸和对苯二酚,加热到60e使其全部溶解,再加入丙烯酸,继续升温到所设定的温度反应,当水分离器中的水接近理论值时,酯化反应基本结束.1.4丙烯酸十六酯的提纯反应结束后,将反应混合液倒入蒸馏瓶中,减压蒸馏出去大部分丙烯酸和甲苯.将粗酯倒入分液漏斗中,用w(NaOH)为5%的溶液洗涤,以除去催化剂和阻聚剂,直到水层无色为止,再用去离子水反复洗涤至中性,真空干燥,得到蜡状固体丙烯酸十六酯.丙烯酸十六酯是具有广泛用途的重要有机化工原料,它的均聚物及其与苯乙烯、马来酸酐等单体的共聚物可以用在建筑、纺织、有机玻璃、粘合和特种塑料等方面广泛使用,而且还是有效而常用的油品[1~4]降凝剂.通常采用酯交换的方法来制备丙烯酸长链烷基酯.葛增蓓[5]用丙烯酸甲酯与十六醇进行[6]酯交换合成了丙烯酸十六酯.刘同春改用丙烯酸和混合醇(C18~24)直接酯化合成了丙烯酸混合酯.笔者用丙烯酸与十六醇直接酯化合成丙烯酸十六酯,探讨影响酯化反应的各个因素,优化出最佳合成条件.11.1实原料验丙烯酸,对苯二酚,对甲苯磺酸,对二甲苯,均为化学纯.十六醇,分析纯,酸值小于1mgKOHP皂化值g,小于2mgKOHP羟值小于160~170mgKOHPg,g.1.2合成原理丙烯酸与十六醇直接酯化合成丙烯酸十六酯是一个可逆平衡反应,其反应方程式为CH2CHCOOH+ROHCH2CHCOOH+H2O,(1)其中R为n_C22H45.从反应方程式(1)看,若要增加丙烯酸十六酯的X收稿日期:2005-01-0522.1结果与讨论合成丙烯酸十六酯的影响因素(1)n(丙烯酸)Pn(十六醇).在w(对甲苯磺基金项目:国家/十五0攻关课题(2002BA312B-04)作者简介:刘为清,男,1968-,硕士,副编审,主要研究方向:石油和天然气加工.82曲阜师范大学学报(自然科学版)2005年酸)为0.5%,w(对苯二酚)为0.5%,反应温度为120e,反应时间为6h的条件下,研究了丙烯酸与十六醇的物质的量之比对产率的影响,结果见图1.对甲苯磺酸的质量分数增加,使后处理变得困难,在中和洗涤过程需要大量的稀碱溶液和去离子水,造成酯化产物的损失所引起.(3)对苯二酚用量.在丙烯酸与十六醇摩尔比为1.2,w(对甲苯磺酸)为0.6%,反应温度为120e,反应时间为6h的条件下,研究了w(对苯二酚)产率的影响,结果见图3.图1丙烯酸与十六醇物质的量之比对酯化反应的影响由图1看出,增加n(丙烯酸)Pn(十六醇),有利于酯化反应进行,使平衡向右移,酯化产率增加.但是,n(丙烯酸)P(十六醇)过大,造成反应产物混合n液在中和洗涤过程中不易分层,而使酯化产物在分离过程中损失而造成酯化产率降低.由图1可见,n(丙烯酸)Pn(十六醇)最佳值为1.2.(2)对甲苯磺酸用量.在丙烯酸与十六醇摩尔比为1.2,w(对苯二酚)为0.5%,反应温度为120e,反应时间为6h的条件下,研究了不同w(对甲苯磺酸)对产率的影响,结果见图2.图3w(对苯二酚)对酯化的影响由图3看出,随着对苯二酚质量分数的增加,酯化产率也增加.阻聚剂对苯二酚阻止了丙烯酸的均聚或它与酯化产物的共聚.当w