[发明专利]一种油酸基离子液体微乳液催化合成油酸丁酯的方法

说明书

本发明公开了一种油酸基离子液体微乳液催化合成油酸丁酯的方法，该方法包括以下步骤：(1)在25～35℃下，将表面活性剂和咪唑硫酸氢盐离子液体混合均匀，得到表面活性剂混合溶液，再加入油酸和正丁醇并混合均匀，最后加入咪唑类四氟硼酸盐离子液体，搅拌后制备得到油酸基离子液体微乳液；(2)将步骤(1)所述的油酸基离子液体微乳液置于氮气氛围下加热搅拌反应，分离提纯后得到油酸丁酯。反应过程条件温和，不需使用除反应物外的传统毒性有机溶剂(如环己烷和甲苯等)，符合绿色环保的理念，产品分离容易，呈淡黄色或金黄色，收率高。

技术领域

本发明属于油酸丁酯制备技术领域，特别涉及一种油酸基离子液体微乳液催化合成油酸丁酯的方法。

背景技术

油酸丁酯在常温常压下为不易挥发的淡黄色油状液体，主要用作增塑剂、润滑剂及防水剂，在橡胶改性、织物润滑、染料生产和皮革加工等领域得到广泛应用。

油酸丁酯含有不饱和键，使用传统催化剂(如硫酸，磷酸和氢氟酸等)催化制备的过程存在副产物多、产品色泽深、腐蚀设备和污染环境等问题；离子交换树脂、沸石和固体杂多酸等催化剂的使用可以克服传统酸催化剂的部分缺点，但它们存在操作损失和传质阻力偏大的问题。

用于催化酯化反应的离子液体大部分是催化活性强的咪唑类硫酸氢盐和阴离子带有磺酸基团的吡咯类离子液体，使用离子液体作为催化剂进行催化酯化反应的成本高。

相比传统无机酸催化酯化反应，微乳液作为反应媒介可以提高反应速率和酯的产率，相比非均相催化剂，传质阻力明显减小。反应相含水的微乳液催化酯化反应需要长时间(24小时以上)进行(Zeng C,Qi S,Li Z,et al.BioprocessBiosystems Engineering,2015,38(5):939.)，效率较低。在现有的油酸丁酯合成工艺中，反应速率不高，如硫酸改性Hβ沸石催化合成油酸丁酯，反应5小时油酸的酯化率仅为76.7％(娄井阳,巴芳,李剑,et al.硫酸改性Hβ沸石催化合成油酸丁酯[J].应用化工,2013,42(11).)，固体碱性氧化物/载体催化剂催化合成油酸丁酯，反应6小时油酸转化率仅为77.11％(金吉海,沈健.固体碱性氧化物/载体催化剂催化合成油酸丁酯研究[J].石化技术与应用,2013,31(4):259-264.)，而使用含磁性纳米交联酶聚集体的微管式反应器催化油酸丁酯的合成，油酸丁酯的产率达到84％则需要15小时(郑德兵.磁性纳米交联酶聚集体的制备及其在微管式反应器中的应用[D].2017.)。传统有机溶剂(如环己烷和甲苯)作为微乳液的非极性相则存在环境风险。

发明内容

为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的目的在于提供一种油酸基离子液体微乳液催化合成油酸丁酯的方法。该方法是将反应物油酸作为非极性相，反应物正丁醇作为表面活性剂，制备油酸基离子液体微乳液体系，直接加热体系进行酯化反应，两种反应底物和催化剂不间断接触，可加快反应速率，反应过程条件温和，不需使用除反应物外的传统毒性有机溶剂(如环己烷和甲苯等)，可减少反应物和催化剂以外的试剂消耗，符合绿色环保的理念，产品分离容易，呈淡黄色或金黄色，收率高。

本发明的目的通过下述方案实现：

一种油酸基离子液体微乳液催化合成油酸丁酯的方法，包括以下步骤：

(1)在25～35℃下，将表面活性剂和咪唑硫酸氢盐离子液体混合均匀，得到表面活性剂混合溶液，再加入油酸和正丁醇并混合均匀，最后加入咪唑类四氟硼酸盐离子液体，搅拌后制备得到油酸基离子液体微乳液；

(2)将步骤(1)所述的油酸基离子液体微乳液置于氮气氛围下加热搅拌反应，分离提纯后得到油酸丁酯。

优选的，步骤(1)所述表面活性剂和咪唑硫酸氢盐离子液体的质量比为4:1～10:1，咪唑硫酸氢盐离子液体主要起到催化作用。