固体酸催化剂在酯化反应中的应用研究与前景展望

固体酸催化剂在酯化反应中的应用研究与前景展望

工业催化 第 11 卷第 5 期，2003 年 5 月

有机化学与催化

固体酸催化酯化反应研究进展

杜迎春,吴彩金

(北京服装学院化工研究所，北京)

摘要：本文综述了国内外沸石催化剂、固体超强酸、固体杂多酸、强酸性阳离子交换树脂等固体酸催化剂催化酯化反应的研究成果及发展趋势，包括所涉及的反应物体系、反应机理、催化性能与催化剂酸性质的关系等，认为开发利用固体酸替代硫酸等传统催化剂的催化酯化新工艺具有广阔的应用前景。关键词：固体酸；催化剂；酯化反应

中图分类号：O621 25+6 4;TQ426 94 文献标识码：A 文章编号：1008-1143(2003)05-0030-04

-chun,吴彩金

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:O621 25+6 4;TQ426 94 :A :1008-1143(2003)05-0030-04 有机羧酸酯是一类重要的精细有机化工产品，用途十分广泛，主要用于溶剂、增塑剂、树脂、涂料、香料、化妆品、药物、表面活性剂及有机合成等工业。目前工业上生产有机羧酸酯的主要方法是羧酸与醇直接酯化反应，传统生产工艺采用以浓硫酸为代表的无机酸作催化剂，由于硫酸同时对酯化、氧化、脱水等有催化作用，因此会发生一系列副反应，导致反应选择性差，产品色泽不好；催化剂不能回收重复利用，残留在反应产物中，后处理需经过中和、水洗等工序，导致工艺路线长，产品损失大，废液量大，造成环境污染；硫酸对设备腐蚀严重，存在安全隐患。

随着催化科学的发展和人们环保意识的增强，采用固体酸催化剂的工艺成为研究的热点。由于催化剂与反应物处于不同相，可以回收再利用，不存在设备腐蚀和环境污染，因此该类工艺被称为清洁工艺。该工艺最早在石油炼制和石油化工领域开发成功，后来被引入精细有机合成领域，自20世纪90年代以来取得了很大进展。

以固体酸催化酯化反应的研究为例，综述了近年来国内外学者在该领域取得的进展，这些固体酸催化剂主要有沸石分子筛、强酸性阳离子交换树脂、固体超强酸和固体杂多酸。

1 沸石分子筛催化剂

与其他固体酸催化剂相比，沸石催化剂的主要优点是：具有宽范围可调的酸中心和酸强度，能满足不同酸催化反应的活性要求；比表面积大，孔分布均匀，孔径可调，对反应原料和产物有良好的择形性；结构稳定，机械强度高，经高温（400~600℃）活化再生后可重复使用；对设备无腐蚀；生产过程中不产生三废，废催化剂处理简单，不污染环境。

目前，沸石催化剂用于酯化反应的研究尚处于实验室阶段，尚未见工业化的报道。

1.1 反应体系及反应结果

已报道的沸石分子筛上的酯化反应包括各种