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柠檬酸三丁酯(TBC)是一种新型无毒增塑剂,对于取代广泛使用的有毒增塑剂邻苯二甲酸酯具有重大意义。本文一是使用1,3-丙烷磺内酯与具有毫米级粒径的球型γ-Al2O3反应,制备了表面修饰有磺酸基官能团的固体酸催化剂PrSO3H@γ-Al2O3,二是选用了三种咪唑基酸性功能化离子液体(1-甲基-3-(3-磺酸丙基)咪唑对甲苯磺酸离子液体([MIMPS]OTs)、1-乙基-3-(3-磺酸丙基)咪唑对甲苯磺酸离子液体([EIMPS]OTs)和1-丙基-3-(3-磺酸丙基)咪唑对甲苯磺酸离子液体([PIMPS]OTs))。分别考察了 PrSO3H@γ-Al2O3和三种酸性离子液体对用柠檬酸(CA)和正丁醇(n-BuOH)反应合成TBC的催化性能。论文主要研究结果如下:(1)使用具有毫米级粒径的球型介孔γ-Al2O3和1,3-丙烷磺内酯为原料,在无水甲苯中加热回流,合成了具有毫米级粒径的表面修饰有磺酸基官能团的固体催化剂PrSO3H@γ-Al2O3。通过FT-IR、PXRD和SEM-EDS分别表征了该催化剂,通过控制变量法逐步考察了该催化剂在不同条件下对TBC合成的催化性能。实验结果表明,在优化反应条件如下:反应温度为回流温度,催化剂用量为反应物物料总质量的6%,酸醇摩尔比n(CA):n(n-BuOH)=1:5,反应时间为4.0h,CA转化率可达到90.41%,重复使用5次转化率不低于86%。(2)选用了三种离子液体前驱体1-甲基-3-(3-磺酸丙基)咪唑内盐(MIMPS),1-乙基-3-(3-磺酸丙基)咪唑内盐(EIMPS)和1-丙基-3-(3-磺酸丙基)咪唑内盐(PIMPS),分别与甲苯磺酸(TsOH)反应,合成得到了三种酸性离子液体[MIMPS]OTs,[EIMPS]OTs和[PIMPS]OTs,通过FT-IR和1H-NMR等表征方法表征了三种离子液体。通过控制变量法,系统考察了催化剂用量、反应物酸醇摩尔比和反应时间对催化合成TBC的影响,探究了相同条件下三种酸性离子液体的催化性能和可重复使用性差异。结果表明,在优化反应条件如下:反应温度为回流温度,催化剂用量为n(CA)的4.0%,反应物酸醇摩尔比为1:6,反应时间为2.5 h,三种酸性功能化离子液体催化合成TBC时CA的首次转化率均在99%以上。重复使用实验结果表明,在上述反应条件下,[EIMPS]OTs重复使用3次,转化率不低于90%,[PIMPS]OTs重复使用2次转化率在90%以上,而[MIMPS]OTs在产物体系中以白色液珠的形式析出,导致回收利用较困难。控制反应温度、酸醇摩尔比和反应时间不变,将[EIMPS]OTs的用量扩大至n(CA)的28%,进行催化反应。实验结果表明,催化剂重复使用15次,CA的转化率依然能保持在99%附近。