目前,脂肪族二元酸烷氧基乙酯的合成主要采用直接酯化法,即脂肪族二元酸与二元醇醚在催化剂作用下进行酯化反应.传统的催化剂包括硫酸,磷酸,对甲苯磺酸等质子酸,但这些催化剂存在选择性差,副反应多,对设备腐蚀性强等问题.为了解决这些问题,研究人员开发了固体酸催化剂,如ZSM-5分子筛.
ZSM-5分子筛催化剂是一种微孔沸石分子筛,具有高硅铝比,三维交叉直通孔道结构和亲油疏水特性.其在酯化反应中的应用具有以下优势:催化活性高,易与产物分离,无毒且不含重金属离子.此外,ZSM-5分子筛催化剂在反应后可通过高温煅烧再生,延长了使用寿命.
在ZSM-5分子筛催化合成脂肪族二元酸烷氧基乙酯的过程中,反应条件对产率和产品质量有重要影响.反应温度通常控制在150~240℃,最佳范围为170~210℃,温度过低会导致反应速率下降,而温度过高则可能引发副反应.反应物料的摩尔比也是一个关键参数,二元醇醚与脂肪族二元酸的摩尔比通常为2.0∶1~3.0∶1,最佳范围为2.4∶1~2.6∶1.此外,共沸脱水剂(如正丁醚)的用量为反应物总质量的5%~30%,最佳范围为10%~15%.