有机羧酸酯类(carboxylic acid)是一类重要的精细化工产品,常用作溶剂和香料。其中异戊酸异戊酯因其具有特征性的熟苹果香气,是调制苹果、香槟、葡萄等香型的原料,广泛应用于酿酒、化妆品等行业中作香精。合成异戊酸异戊酯的传统工艺是采用浓硫酸作催化剂,以酸和醇为原料,长时间加热,直接酯化合成,但浓硫酸作催化剂,存在选择性差、副产物多、环境污染严重、工艺复杂等缺点。因此,寻找具有热稳定性好、催化活性高、环境友好的催化剂代替传统的酯化反应催化剂的研究具有重要意义。本文分别合成了Lewis酸型甲基磺酸盐、三乙胺型Brφnsted酸型离子液体、Brφnsted-Brφnsted酸型离子液体固载型磷钨酸以及Brcpnsted-Lewis酸型磷钨酸铜四类催化剂,研究其催化合成异戊酸异戊酯的催化反应过程,考察催化剂酸性、结构与催化活性的关系,以及反应物醇酸物质的量比、催化剂用量、带水剂用量和反应时间四个因素对酯化反应的影响,并利用响应面分析法优化工艺条件,为其他脂肪酸酯的合成提供参考。第二章考察了耐水性的改良Lewis酸型催化剂——甲基磺酸盐的催化活性。甲基磺酸铜具有较好的催化活性和稳定性。利用响应面分析法优化确定最佳工艺条件为：醇酸物质的量比为1.6：1,催化剂用量为异戊酸质量的5wt%,带水剂用量为9mL,反应时间为2.2h,在此条件下,异戊酸异戊酯产率为90.1%。优化条件下,异戊酸与异活化能为Ea=48.89kJ/mol。第三章主要考察了几种三乙胺型Brφnsted酸离子液体的催化活性。研究表明,三乙基-丙基硫酸铵盐([HSO3-TEA]HSO4)催化剂具有最强的酸性及催化反应活性,离子液体的酸性与其催化活性密切相关。以[HSO3-TEA]HSO4作催化剂,利用响应面分析法优化得最佳工艺条件为：醇酸物质的量比1.8：1,带水剂量10mL,离子液体剂量6wt%,反应时间为1.5h,异戊酸异戊酯产率可达97.2%,并且该催化剂具有较好的重复利用性能。优化条件下,异戊酸与异戊醇酯化反应kJ/mol。第四章针对离子液体生产成本高、回收再利用工艺相对复杂及磷钨酸难回收的特点设计并合成了一系列离子液体负载型磷钨酸催化剂。研究表明,[TEA-PS]1.5H1.5PW12O40催化剂具有最好的催化活性,催化剂的强酸性和立体效应是其具有高活性的原因。利用响应面分析法得最佳工艺条件为：醇酸物质的量比1.2：1、催化剂用量为异戊酸质量分数的7.2%、带水剂用量为8mL、反应时间为2.5h,此条件下,异戊酸异戊酯产率可达97.5%,并且催化剂重复使用性能高。优化条件下,异戊酸与异戊醇酯化反应动力学方程为：第五章针对杂多酸磷钨酸易溶于酯化反应体系,反应后难回收的特点设计并合成了一系列铜改性磷钨酸即磷钨酸铜催化剂,并考察其催化活性。研究表明,以氯化铜为原料合成的CU0.5H2PW12O40具有最好的催化活性,根据红外和XRD表征结果显示,该催化剂较好的保留了磷钨酸的Keggin晶体结构。利用响应面分析法得最佳工艺条件为：醇酸物质的量比为1.2：1、离子液体用量异戊酸质量的6%、带水剂用量为8mL,反应2.5h。此条件下,异戊酸异戊酯产率最高为97.8%,并且表现出良好的重复使用性能。优化条件下,异戊酸与异能为Ea=51.71kJ/mol。