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乙酸丙酯屬于酯類化合物，其可以用作食用香料、化妝品香料；也可用于噴漆、塑料及有機(jī)物合成等，是一種緩和快干劑，主要用作彈性版和凹版印刷油墨；還用作硝酸纖維素、氯化橡膠和熱反應(yīng)性酚醛塑料等天然樹脂及人造樹脂的溶劑；在氣相色譜中也能作定性、定量的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。
固體超強(qiáng)酸Al2O3/SO2 -4 、陽離子交換樹脂附載Fe3 +、硅藻土附載硫酸鹽、無機(jī)鹽及稀土氧化物等不同催化劑催化合成乙酸丙酯的方法如下：
固體超強(qiáng)酸是比100%硫酸更強(qiáng)的酸，即H0<-11 94 的酸。相對(duì)于液體超強(qiáng)酸來說，固體超強(qiáng)酸具有與產(chǎn)品分離容易，無腐蝕性，對(duì)環(huán)境危害小，可重復(fù)利用等優(yōu)點(diǎn)而受到人們的普遍重視，成為催化領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。固體超強(qiáng)酸對(duì)酯的合成顯示出非常高的催化活性，具有不怕水、耐高溫、制備方便、減少三廢污染、簡化產(chǎn)品分離程序等優(yōu)點(diǎn)。用固體酸Al2O3/SO2 -4 催化合成乙酸丙酯取得了較好的效果.結(jié)果表明，乙酸為0.1 mol、丙醇0.2 mol、催化劑1.5 g 、反應(yīng)時(shí)間1.5 h 時(shí)，產(chǎn)率約為81.7 %，且重復(fù)性好。但近來發(fā)現(xiàn)如果在固體超強(qiáng)酸的制備過程中加入某些金屬離子，可使它的催化性能更完善。因此，對(duì)于固體超強(qiáng)酸催化乙酸丙酯的合成還需要進(jìn)一步探索.
1）陽離子交換樹脂附載Fe3 +
離子交換樹脂是一種含有活性基團(tuán)的合成功能高分子材料，根據(jù)合成技術(shù)的不同，可制成大孔結(jié)構(gòu)或凝膠結(jié)構(gòu)的離子交換樹脂。作為一種高分子酸堿，離子交換樹脂與低分子酸堿一樣，對(duì)某些有機(jī)反應(yīng)有催化作用。用離子交換樹脂作酸、堿催化劑的研究早在20 世紀(jì)40 年代就已經(jīng)開始。研究表明離子交換樹脂是縮合反應(yīng)、脫水反應(yīng)等的有效催化劑，同時(shí)用陽離子交換樹脂吸附Fe3 +作為離子交換樹脂的一種，也具備了作為催化劑的離子交換樹脂所應(yīng)具備的條件。用陽離子交換樹脂吸附Fe3 +催化合成乙酸丙酯取得了成功，反應(yīng)工藝的最佳條件為：丙醇與冰乙酸的物質(zhì)的量比值為1∶2 ，反應(yīng)時(shí)間為1.5～ 2 h，催化劑用量為5g，產(chǎn)率可達(dá)到76%以上，催化劑重復(fù)利用率可高達(dá)100 %。該方法還具有以下優(yōu)點(diǎn)：催化劑和產(chǎn)物分離操作簡便(簡單過濾即可)；易回收，可反復(fù)使用催化選擇性較高，副產(chǎn)物少；腐蝕性小，使用安全。
2）硅藻土附載硫酸鹽
20 世紀(jì)60 年代未，催化劑領(lǐng)域開始研究將金屬絡(luò)合物催化劑固定在有機(jī)聚合物上，而后發(fā)展到固定在無機(jī)載體上的制備方法，至今固體催化劑經(jīng)過幾代的發(fā)展，固體酸催化酯化反應(yīng)日漸成熟.成奎春探索了硅藻士附載硫酸鹽催化劑應(yīng)用于乙酸和丙醇生成乙酸丙酯的催化反應(yīng)，該催化劑是由某硫酸鹽與硅藻土按一定比例與蒸餾水混合，并擠壓成條狀，于烘箱烘焙兩小時(shí)制得。它的酸性遠(yuǎn)小于硫酸，但作為催化劑，卻沒有硫酸帶來的種種缺點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)表明用它催化乙酸丙酯的合成最佳工藝條件為：醇酸物質(zhì)的量比1.3∶1，催化劑用量1.0 g ，反應(yīng)時(shí)間2h，反應(yīng)溫度96～ 106 ℃，酯化率為94 %.這種催化劑原料來源廣泛，價(jià)格便宜，制作簡便，易于成型，機(jī)械強(qiáng)度高，反應(yīng)無須攪拌，并且催化劑只需經(jīng)過簡單的熱處理便能重復(fù)使用。
3）負(fù)載型堿金屬催化劑：負(fù)載型堿金屬固體催化劑，比表面積大，催化劑活性中心的分散度高，且介孔結(jié)構(gòu)具有使反應(yīng)原料快速傳質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)。
介微孔復(fù)合的負(fù)載型堿 金屬固體催化劑在反應(yīng)原料大空速條件下，可以保證乙酸丙酯高收率生成，同時(shí)催化劑對(duì)環(huán)境友好無污染、在產(chǎn)物中無殘留，催化劑穩(wěn)定性好，不易失活，并且反應(yīng)后的催化劑可回收重復(fù)利用。有研究開發(fā)一種由酯交換路徑合成乙酸丙酯的方法，該方法利用堿性介孔分子篩為載體擔(dān)載堿金屬或堿土金屬氧化物的催化劑催化乙酸甲酯和正丙醇的酯交換反應(yīng)，合成高純度的乙酸丙酯，其中介孔結(jié)構(gòu)的載體用于反應(yīng)原料的快速傳質(zhì)。上述結(jié)構(gòu)的負(fù)載型催化劑具有極高的反應(yīng)活性，其催化效率可以達(dá)到50 g/gh以上，且原料乙酸甲酯的轉(zhuǎn)化率可達(dá)75%以上。采用具有介孔結(jié)構(gòu)的分子篩來增加反應(yīng)原料及產(chǎn)物的傳質(zhì)與擴(kuò)散，同時(shí)負(fù)載型堿金屬催化劑具有高分散外表面活性中心，能夠?qū)Ｒ恍缘卮呋宜峒柞ズ驼减ソ粨Q合成乙酸丙酯，原料乙酸甲酯和正丙醇的投料摩爾比為0.1：1-5：1，優(yōu)選0.5：1-2：1，反應(yīng)溫度 30-220 ℃，優(yōu)選70-180℃，常壓條件下反應(yīng)，催化劑用量為原料質(zhì)量的0.3-5wt%。反應(yīng)后通 過過濾回收固體催化劑。產(chǎn)物中乙酸丙酯和甲醇為唯一產(chǎn)物，選擇性均為100%，收率不低于 70%。具體反應(yīng)方程式如下：
鐵鹽作為一類強(qiáng)的路易斯酸，其催化活性早已被人們發(fā)現(xiàn)，且價(jià)廉易得。以水合硫酸鐵為催化劑對(duì)乙酸丙酯的合成進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)有較好的催化性能，最佳工藝條件為：酸醇物質(zhì)的量比為2∶1；回流時(shí)間為5 h ；催化劑的用量為0.001 25 mol；在此實(shí)驗(yàn)條件下酯的產(chǎn)率可以達(dá)到80.22 %。它不僅可以避免硫酸作為酯化反應(yīng)催化劑時(shí)的缺點(diǎn)，而且產(chǎn)率也比較高。另外還發(fā)現(xiàn)稀士氧化物三氧化二釹對(duì)乙酸和丙醇的酯化反應(yīng)也有較高的催化性能，且在醇酸物質(zhì)的量比1∶2.5 ，回流反應(yīng)時(shí)間3.0 h，催化劑用量為2.0 g 的條件下，酯產(chǎn)率可達(dá)84.7 %。
[1] CN201510001369.9一種利用催化精餾法合成乙酸丙酯的制備方法
[2] 乙酸丙酯的催化合成研究進(jìn)展
[3] CN201810310931.X一種由酯交換路徑合成乙酸丙酯的方法