[发明专利]一种氯球负载胺类物质改性杂多酸催化剂及其制备和应用

说明书

本申请公开一种氯球负载胺类物质改性杂多酸催化剂及其制备和应用，将氯球和胺类物质混合于有机溶剂中进行反应，得反应液，所得反应液经洗涤、干燥后得负载胺类物质的氯球；将所得负载胺类物质的氯球与杂多酸水溶液混合反应，然后依次经浓缩、洗涤和干燥后得到氯球负载胺类物质改性杂多酸催化剂。以醇和羧酸为原料、所述氯球负载胺类物质改性杂多酸为催化剂，130‑170℃油浴中反应0.5‑4h；反应结束后冷却，催化剂与反应体系分层，通过过滤回收固体催化剂，催化剂经乙醚洗涤、干燥后直接重复用于下一次反应。本申请解决了传统的杂多酸催化剂自身存在的比表面积小、使用过程中易溶于极性溶剂而难以分离、催化剂制备时间长等问题。

技术领域

本申请涉及酯类制备的技术领域，尤其涉及一种氯球负载胺类物质改性杂多酸催化剂及其制备方法和在月桂酸与甘油酯化反应中的应用。

背景技术

月桂酸单甘酯(GML)既是优良的乳化剂，又是安全高效广谱的抗菌剂。GML作为一种安全的食品添加剂已广泛地运用到食品、制药、化妆品等行业。GML的常用制备方法是在质子酸催化剂存在下，通过月桂酸和甘油直接酯化得到，传统的催化法存在后处理繁琐、环境污染大、选择性差及催化效率低等方面的问题。

杂多酸作为一种新型绿色、高活性催化剂，可以解决常用催化剂的严重腐蚀设备、污染环境、后处理繁琐的问题。因其独特的假液相性质，不仅具有强酸性和强氧化性，同时也具备良好的稳定性和可溶性，因而可作均相及非均相反应，是一类大有前途的绿色催化剂。但杂多酸自身存在的比表面积小，使用过程中易溶于极性溶剂而难以分离等问题使其工业应用受到限制。

发明内容

本申请提供了一种氯球负载胺类物质改性杂多酸催化剂的超声波制备方法及其应用，解决了传统的杂多酸催化剂自身存在的比表面积小、使用过程中易溶于极性溶剂而难以分离、催化剂制备时间长等问题。

一种氯球负载胺类物质改性杂多酸催化剂的制备方法，包括：

(1)将氯球和胺类物质混合于有机溶剂中进行反应，得反应液，所得反应液经洗涤、干燥后得负载胺类物质的氯球；

(2)将所得负载胺类物质的氯球与杂多酸水溶液混合反应，然后依次经浓缩、洗涤和干燥后得到氯球负载胺类物质改性杂多酸催化剂。

步骤(1)中：

可选的，所述氯球为市购商品，具有如式(2)所示的结构式：

可选的，所述胺类物质为咪唑、哌嗪、乙二胺中的任一种。

可选的，所述有机溶剂为乙酸乙酯或乙腈。

以哌嗪为例，其反应路线如下：

可选的，所述氯球和胺类物质的摩尔比为1:1～1.5。

进一步地，所述氯球和胺类物质的摩尔比为1:1.2。

可选的，所述洗涤过程为：依次经乙酸乙酯、0.1mol/L HCl、水和甲醇洗涤。

可选的，步骤(2)中：步骤(2)中：所述负载胺类物质的氯球与杂多酸水溶液混合比以杂多酸的物质的量与负载胺类物质的氯球质量比为1～5mmol：1g计。也可理解为：以负载胺类物质的氯球质量为基准，所述杂多酸的物质的量为1～5mmol/g。

杂多酸水溶液以充分溶解杂多酸为宜。可选的，所述杂多酸水溶液为硅钨酸水溶液。

可选的，步骤(1)和步骤(2)的反应均在超声波合成仪中进行。

可选的，步骤(1)中反应温度为60-120℃，超声功率为300-800W，时间为2-3h。

可选的，步骤(2)中反应温度为60-120℃，超声功率为300-800W，时间为1-2h。