固載化酸性離子液體催化合成食用香料月桂酸乙酯.pdf

1、酯化反應(yīng)是典型的酸催化反應(yīng)，產(chǎn)物酯常用作香料和溶劑。其中月桂酸乙酯因其天然的花果香味，常用做香料、定香劑及稀釋劑，在液體食品，半固體食品和固體食品中有著廣泛的應(yīng)用，還可用于日化香料配方中，亦可用作潤(rùn)滑劑、增塑劑和柔軟劑。月桂酸乙酯潛在的市場(chǎng)需求使它的合成制備備受關(guān)注。
　　本文合成了一系列酸性離子液體及固載化酸性離子液體，并采用FT-IR，TGA，BET及固態(tài)31P MAS NMR等技術(shù)手段對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，研究其在月桂酸乙酯制備

2、過程中的催化性能，同時(shí)考察了各因素對(duì)酯化反應(yīng)的影響及使用響應(yīng)面分析法優(yōu)化反應(yīng)過程，并且構(gòu)建最佳條件下反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型。
　　第二章制備了一系列酸性離子液體，并對(duì)其結(jié)構(gòu)及催化活性進(jìn)行考察。研究表明，Br(φ)nsted酸型離子液體、Br(φ)nsted-Lewis酸型離子液體在月桂酸乙酯的制備過程中顯示較好的催化活性，這與強(qiáng)酸性及B-L酸間的協(xié)同效應(yīng)有關(guān)。其中，[DMBPSH]HSO4催化劑較其他Br(φ)nsted酸催化劑具有最好的

3、催化性能。以[DMBPSH]HSO4為催化劑，利用響應(yīng)面分析法優(yōu)化月桂酸乙酯合成的最佳條件為:乙醇和月桂酸的摩爾比5.8∶1，催化劑用量3.1wt％，反應(yīng)溫度383K，反應(yīng)時(shí)間2.3h，在該條件下，月桂酸乙酯收率為95.4％。優(yōu)化條件下，合成月桂酸乙酯的反應(yīng)級(jí)數(shù)為1.55，反應(yīng)活化能為37.60kJ/mol，反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程為:r=-dCA/dt=7.28×103exp（-37.60/RT）CA1.55
　　第三章制備了固載Lewi

4、s酸性離子液體，并對(duì)其結(jié)構(gòu)及催化活性進(jìn)行考察。研究表明，20％固載CrCl3離子液體催化劑(20％[Bmim]Cl-CrCl3/SG)具有最好的催化酯化反應(yīng)活性，且較未負(fù)載時(shí)催化活性得到提高。以20％[Bmim]Cl-CrCl3/SG為催化劑，月桂酸乙酯制備的最佳反應(yīng)條件為:乙醇和月桂酸的摩爾比10.5∶1，催化劑用量3.1wt％，反應(yīng)溫度383K，反應(yīng)時(shí)間4.6h。在該條件下，月桂酸乙酯收率為90.1％。最佳條件下合成月桂酸乙酯的反應(yīng)

5、級(jí)數(shù)為1.19，反應(yīng)活化能為21.32kJ/mol，反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程為:r=-dCA/dt=13.706exp(-21.32/RT)CA1.19。
　　第四章以Br(φ)nsted-Lewis酸性離子液體[DMBPSH]+(1/2Cu2+)SO42-為母體制備不同量固載型B-L催化劑([DMBPSH]+(1/2Cu2+)SO42-/SG)，并對(duì)其結(jié)構(gòu)及催化活性進(jìn)行考察。研究表明，20％負(fù)載量的固載B-L酸性離子液體催化劑表現(xiàn)出較好的

6、催化性能。以其為催化劑，利用響應(yīng)面分析法優(yōu)化月桂酸乙酯合成的最佳條件為:乙醇和月桂酸的摩爾比5∶1，催化劑用量4.6wt％，反應(yīng)溫度383K，反應(yīng)時(shí)間3.1h。在此條件下，月桂酸乙酯收率為95.1％。優(yōu)化條件下，[DMBPSH]+(1/2Cu2+)SO42-/SG催化合成月桂酸乙酯的反應(yīng)級(jí)數(shù)為1.39，反應(yīng)活化能為33.07kJ/mol，反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程為:r=-dCA/dt=6.334×102exp(-33.07/RT)CA1.39。<

7、br>　　第五章考察了以制備的固載Brφnsted酸性離子液體([DMBPSH]+-HSO4-/SG)為催化劑催化酯化反應(yīng)活性。研究表明，固載B酸型離子液體催化劑催化酯化反應(yīng)時(shí)具有較好活性，其中20％[DMBPSH]+-HSO4-/SG)催化劑具有最高的催化活性，且活性較無(wú)固載條件下的催化活性有所提高。以20％[DMBPSH]+-HSO4-/SG為催化劑，利用響應(yīng)面分析法優(yōu)化月桂酸乙酯合成的最佳條件為:乙醇和月桂酸的摩爾比5.05∶1，