張勝余，楊水金

湖北師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，湖北黃石435002

乙酸異戊酯是一種高效、低毒、優(yōu)良的重要有機(jī)溶劑，在常溫下為無色透明的液體。由于有香蕉、梨的果實(shí)香味，所以可用作食品和化妝品香精。此外，乙酸異戊酯也是原國家衛(wèi)生和計(jì)劃生育委員會(huì)發(fā)布的《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品添加劑乙酸異戊酯》（GB 1886.202—2016）規(guī)定可添加的食品添加劑。

隨著我國香精、香料、涂料、油墨及樹脂等工業(yè)的不斷發(fā)展，乙酸異戊酯的用途廣泛，國內(nèi)外需求量很大，這使得乙酸異戊酯具有較大的消費(fèi)市場。同時(shí)，目前國內(nèi)乙酸異戊酯的年消費(fèi)量約為10萬t，而且每年都以一定的速度增長。

乙酸異戊酯存在于很多水果之中，由于其具有含量低、不易提取及成本高等問題，所以難以滿足旺盛的市場需求。經(jīng)過國內(nèi)外學(xué)者的不斷探索，雖然已經(jīng)開發(fā)了許多催化效率高、制備簡單、成本低廉、能重復(fù)利用的催化合成乙酸異戊酯的催化劑，但是為了開發(fā)更高效的催化劑，有必要對(duì)現(xiàn)有的合成乙酸異戊酯的催化劑進(jìn)行分類分析。現(xiàn)有的用于催化乙酸異戊酯的催化劑，主要包括無機(jī)類、有機(jī)酸類和離子液體。

1 無機(jī)類催化劑

1.1 硫酸

濃硫酸價(jià)格低廉、來源廣泛，是基本化學(xué)工業(yè)中重要產(chǎn)品之一，但用濃硫酸來催化酯化反應(yīng)存在設(shè)備腐蝕嚴(yán)重、環(huán)境污染、副反應(yīng)多及后期處理困難等缺點(diǎn)。為了解決這些問題，陳湘等［1］在微波輻射下以乙酸與異戊醇為原料，以硫酸為催化劑，在醇酸摩爾比1∶3.0、反應(yīng)時(shí)間14 min、微波功率500 W 的條件下進(jìn)行酯化反應(yīng)的正交試驗(yàn)，最終酯化反應(yīng)平均產(chǎn)率為92.6%。由此可以看出，以硫酸為催化劑，微波加熱反應(yīng)可以大大加快酯化反應(yīng)的速率，該方法具有反應(yīng)時(shí)間短、操作簡便的優(yōu)點(diǎn)，可避免使用帶水劑等造成的一系列不利影響，是一個(gè)環(huán)境友好、經(jīng)濟(jì)的方法。

1.2 無機(jī)鹽

無機(jī)鹽的種類繁多，大部分價(jià)格低廉且易于提取，同時(shí)由于大部分金屬陽離子外層軌道未被完全充滿且金屬陽離子對(duì)羰基化合物有配位作用，使得碳基碳原子上的正電荷增加，有利于醇與之結(jié)合，因此對(duì)酯化反應(yīng)具有良好的催化作用。目前用于催化乙酸和異戊醇酯化反應(yīng)的無機(jī)鹽類催化劑主要有Al2（SO4）3/FeCl3［2］、H2SO4-NaHSO4·H2O［3］、CuSO4/Fe2（SO4）3［4］、結(jié)晶三氯化鋁［5］和SnCl4［6］等。

吳震宇等［2］采用Al2（SO4）3/FeCl3為催化劑，以冰乙酸和異戊醇為原料，在乙酸用量為0.1 mol、n（乙酸）∶n（異戊醇）為1∶4、催化劑用量1.0 g、反應(yīng)時(shí)間2.0 h 和帶水劑環(huán)己烷用量10 mL 反應(yīng)條件下，重復(fù)實(shí)驗(yàn)3 次，平均乙酸酯化率為93.5%。劉鈺等［3］以濃硫酸-NaHSO4·H2O 為復(fù)合催化劑，通過四因素三水平的正交試驗(yàn)優(yōu)化，在反應(yīng)物配比n（Hac）∶n（異戊醇）為1∶1.2，復(fù)合催化劑配料配比為n（H2SO4）∶n（NaHSO4·H2O）為1∶1.5、復(fù)合催化劑用量為1%、帶水劑用量為20%、反應(yīng)溫度為105～115 ℃、反應(yīng)時(shí)間為120 min 的條件下，產(chǎn)物產(chǎn)率高達(dá)85.0%。訾俊峰等［4］以復(fù)合無機(jī)鹽Cu?SO4/Fe2（SO4）3為催化劑，在乙酸用量0.1 mol、異戊醇用量0.2 mol、催化劑用量0.8 g、反應(yīng)時(shí)間2.0 h和帶水劑環(huán)己烷用量10 mL 的條件下，產(chǎn)物產(chǎn)率高達(dá)93.6%。杜曉晗等［5］以節(jié)能環(huán)保、來源廣泛、成本低的結(jié)晶三氯化鋁為催化劑，在催化劑用量3.5 g、醇酸的摩爾比值為1.6 時(shí)，反應(yīng)產(chǎn)物產(chǎn)率最高可達(dá)84.2%。補(bǔ)朝陽［6］以具有現(xiàn)代綠色有機(jī)合成的SnCl4為合成乙酸異戊酯的催化劑，在反應(yīng)時(shí)間1.0 h、醇酸的摩爾比1∶0.8（乙酸5.76 mL）、催化劑用量0.35g、帶水劑用量10 mL 的條件下，產(chǎn)物產(chǎn)率最高可達(dá)86.3%。

無機(jī)鹽催化劑對(duì)乙酸異戊酯的催化效果好，具有重復(fù)使用性好、無污染等優(yōu)點(diǎn)，是一種環(huán)境友好的催化劑，但部分催化劑存在反應(yīng)時(shí)間短的缺點(diǎn)。

1.3 磺化硅膠

磺化硅膠是一種以化學(xué)鍵化合而成、性能穩(wěn)定的固體酸催化劑，這種催化劑具有不溶于有機(jī)體系、易與產(chǎn)品分離、后處理簡單、重復(fù)使用性良好的優(yōu)點(diǎn)，是一種環(huán)境友好的催化劑。李冰等［7］采用磺化硅膠為催化劑，在其用量為反應(yīng)物總質(zhì)量的1.5%、n（乙酸）∶n（異戊醇）=1∶1.5、回流時(shí)間為1.0 h的條件下，最終反應(yīng)的酯化率可達(dá)97.1%；催化劑重復(fù)使用8 次后的酯化率仍達(dá)80.0%。由此可見，磺化硅膠對(duì)乙酸異戊酯的合成具有很高的酯化率和重復(fù)利用率，但其高昂的生產(chǎn)成本使得該催化劑仍停留在實(shí)驗(yàn)室階段。

1.4 磺化炭

磺化炭也是一種固體酸催化劑，具有原料廉價(jià)易得、制備簡單且催化活性較高、反應(yīng)時(shí)間短、無污染的優(yōu)點(diǎn)，是合成乙酸異戊酯的良好催化劑。毛蘭蘭等［8］以磺化炭為乙酸與異戊醇反應(yīng)的催化劑，在酸醇的摩爾比為1.8∶1、反應(yīng)溫度為200 ℃、反應(yīng)時(shí)間為20 min、催化劑用量為實(shí)際反應(yīng)的乙酸質(zhì)量的8%的條件下，乙酸的酯化率達(dá)85.5%。但與其他的新型催化劑相比，該催化劑催化的產(chǎn)品酯化率不高。

1.5 分子篩和離子交換樹脂

分子篩和離子交換樹脂是固體酸類催化劑中的一類重要的催化劑，其催化功能主要來源于固體表面存在的或負(fù)載在固體表面的具有催化活性的多種不同酸強(qiáng)度的酸性部位，現(xiàn)用于催化乙酸和異戊醇酯化反應(yīng)的主要有732 陽離子交換樹脂［9］、分子篩原粉［10］、WO/USY 沸石［11］、HZSM-5 沸石［12-13］和ZSM-5分子篩膜［14］等。

馮桂榮等［9］以732 陽離子交換樹脂為催化劑催化合成乙酸異戊酯，在異戊醇0.1 mol、醇酸的摩爾比1∶1.7、環(huán)己烷6 mL、催化劑0.9 g、保溫回流2 h的條件下，乙酸異戊酯的平均產(chǎn)率為54.6%，但該催化劑重復(fù)使用6 次后，催化活性開始降低，重復(fù)使用性較差。柴鳳蘭等［10］以分子篩原粉為催化劑來催化合成乙酸異戊酯，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：5A分子篩原粉具有最佳催化效果，并且具有與反應(yīng)底物分子大小相互匹配的孔道、合適的酸度，在相同的酸催化機(jī)制中，其更具有工業(yè)化生成優(yōu)勢。以5A分子篩原粉為催化劑，乙酸異戊酯的適宜條件為異戊醇與乙酸的摩爾比1.5∶1、反應(yīng)溫度403～413 K、反應(yīng)時(shí)間3～3.5 h、催化劑用量為底物質(zhì)量分?jǐn)?shù)的1%～1.3%，乙酸異戊酯產(chǎn)率達(dá)93%，分子篩回收率為98%～99%，重復(fù)利用5 次后仍基本保持較好催化活性。Ketzer 等［11］將USY 沸石用于酯化反應(yīng)，比較WO 的超聲波輔助和常規(guī)濕浸漬對(duì)催化活性和選擇性的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，超聲波輔助對(duì)WO 的摻入產(chǎn)生了積極影響，可改進(jìn)USY 浸漬效應(yīng)并使其產(chǎn)生更有效的催化效果。Fawaz 等［12］將不同Si/Al 比的HZSM-5 沸石用于酯化反應(yīng)時(shí)發(fā)現(xiàn)，具有較低Si/Al 比的HZSM-5 具有較高的催化活 性。此外，Resende 等［13］發(fā)現(xiàn)SO/LaO 加入 量（2%～20%）對(duì)HZSM-5 結(jié)構(gòu)和催化特性也具有影響，當(dāng)SO/LaO 的加入量為10%時(shí)，HZSM-5 具有最好的催化效果。分子篩合成乙酸異戊酯的作用不僅限于催化劑，如薛淼等［14］在將高性能ZSM-5分子篩膜應(yīng)用于乙酸和異戊醇的酯化反應(yīng)中，原位脫除反應(yīng)中產(chǎn)生的水，打破了酯化反應(yīng)平衡，大大提高了乙酸異戊酯的收率。

由此可以發(fā)現(xiàn)，分子篩和離子交換樹脂具有應(yīng)用范圍廣泛、產(chǎn)率高、條件溫和、反應(yīng)時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)，但離子交換樹脂成本高，其在工業(yè)生產(chǎn)中并不常見。

1.6 固體超強(qiáng)酸

固體超強(qiáng)酸是超強(qiáng)性的固體酸，其催化功能來源于固體表面存在的具有催化活性的酸性部位，具有耐高溫、活性好、易分離等優(yōu)點(diǎn)，是一種對(duì)環(huán)境友好的新型催化劑，被廣泛運(yùn)用于酯化反應(yīng)的催化［15-21］，目前用于催化合成乙酸異戊酯的固體超強(qiáng)酸主要有SiO2負(fù)載高氯酸（HClO4/SiO2）［16］、固體超強(qiáng)酸Gd3+-SO42-/ZrO2［22］、固體超強(qiáng)酸S2O82-/Fe2O3-TiO2-Nd2O3［23］、SO42-/Zr-MCM-41［24］和SO42-/MxOy-kaolin［25］型固體酸等。

王宏社［16］以SiO2負(fù)載高氯酸為催化劑，在較佳條件下，乙酸異戊酯的收率可超過85.6%，且在HClO4/SiO2催化合成乙酸異戊酯時(shí)，不需使用分水器和分水劑，符合催化劑研究的發(fā)展趨勢。運(yùn)用浸漬法和沉淀法制備的固體超強(qiáng)酸具有對(duì)反應(yīng)設(shè)備腐蝕小、操作方便、反應(yīng)時(shí)間短、條件適中、后處理容易、選擇性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，被廣大研究者所重視，是一種優(yōu)良的催化劑［17-21］。胡春燕等［22］以稀土固體超強(qiáng)酸Gd3+-SO42-/ZrO2為催化劑，在最佳工藝下，乙酸異戊酯產(chǎn)率可達(dá)88.4%，且有較好的重復(fù)使用性能。楊春華等［23］在研究S2O82-/Fe2O3-TiO2-Nd2O3（SFTN）固體超強(qiáng)酸催化劑的最佳催化條件時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)釹的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%時(shí)，S2O82-/Fe2O3-TiO2-Nd2O3（SFTN）催化活性最高，乙酸異戊酯的產(chǎn)率為97.9%，這表明摻雜稀土金屬釹的三元固體超強(qiáng)酸SFTN 具有更高的催化活性。同樣的，采用微波輻射法制備的SO42-/Zr-MCM-41［24］及劉珊珊［25］研制的3 種SO42-/MxOy-kaolin 型固體酸催化劑，都在一定程度上改善了SO42-/MxOy固體酸催化劑的穩(wěn)定性，降低了催化劑的制備成本，使催化劑更易分離，在催化領(lǐng)域具有一定的應(yīng)用前景。

1.7 雜多酸（鹽）與負(fù)載型雜多酸

近年來，研究者發(fā)現(xiàn)雜多酸在有機(jī)合成領(lǐng)域的催化作用取得了越來越多的突破，負(fù)載型雜多酸是通過將雜多酸固載在載體上增大其比表面積，使其具有回收簡單、可重復(fù)使用、實(shí)現(xiàn)均相反應(yīng)的多相化等優(yōu)點(diǎn)。雜多酸是一類含氧橋的多核配合物，具有類似分子篩的籠型結(jié)構(gòu)特征，具有催化活性高、反應(yīng)選擇性好、穩(wěn)定性高、對(duì)環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛運(yùn)用到各類催化反應(yīng)中。如：Yang 等［26］研究TiSiW12O40/TiO2乙酸系列酯中的催化活性時(shí)發(fā)現(xiàn)，TiSiW12O40/TiO2是一種優(yōu)良的催化劑，并通過實(shí)驗(yàn)證明了該催化劑具有選擇性高、重復(fù)使用性良好等優(yōu)點(diǎn)。劉洋等［27］以HPAs/Co-MOFs 金屬-有機(jī)骨架為催化劑研究其對(duì)乙酸與異戊醇的酯化反應(yīng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)該催化劑表現(xiàn)出較好的催化活性，酯產(chǎn)率可達(dá)75.3%。楊水金等［28］以H3PW12O40/ZrO2-WO3為催化劑，在優(yōu)化條件下的乙酸異戊酯的產(chǎn)率達(dá)71.4%。向詩銀等［29］以H6P2Mo9W9O62/TiO2為催化劑，在n（異戊醇）∶n（乙酸）=1.6∶1.0、環(huán)己烷的用量為8.0 mL、催化劑H6P2Mo9W9O62/TiO2的用量為總質(zhì)量的1.2%、反應(yīng)時(shí)間為2.0 h 的條件下，乙酸異戊酯平均產(chǎn)率可達(dá)74.8%。王月林等［30］用無污染、回收方便、可重復(fù)使用的Worm-like 分子篩負(fù)載磷鎢鉬酸催化合成乙酸異戊酯的效果很好，酯化率可達(dá)92.8%，且負(fù)載型催化劑的重復(fù)使用性良好。呂寶蘭等［31］以硅膠負(fù)載硅鎢酸為催化劑，在n（乙酸）∶n（異戊醇）=1∶1.6、帶水劑環(huán)已烷為8 mL、催化劑0.3 g、反應(yīng)時(shí)間45 min 的條件下，乙酸異戊酯的產(chǎn)率可達(dá)93.0%。劉爽等［32］以活性炭負(fù)載磷鎢酸為催化劑，在最佳條件下且?guī)畡┯昧繛?.5 mL 時(shí)，乙酸異戊酯的酯化率超過80%，重復(fù)使用性良好。王虎等［33］以制備容易、催化活性高、用量少、腐蝕性小的分子篩MCM-41 負(fù)載磷鎢酸為催化劑，己烷為帶水劑，在n（冰乙酸）∶n（異戊醇）=1∶1.5、負(fù)載量50%、催化劑用量為反應(yīng)物料總量的1.0%、帶水劑環(huán)己烷15 mL、反應(yīng)時(shí)間3.0 h的條件下，乙酸異戊酯的產(chǎn)率可達(dá)94.3%。江春濤等［34］以分子篩MCM-41 負(fù)載磷鎢酸為催化劑，環(huán)己烷為帶水劑，催化合成乙酸異戊酯，并在n（冰乙酸）∶n（異戊醇）=1∶1.5、負(fù)載量50%、催化劑用量為反應(yīng)物料總量的1.0%、帶水劑環(huán)己烷15 mL、反應(yīng)時(shí)間3.0 h 條件下，乙酸異戊酯的產(chǎn)率可達(dá)94.3%。采用溶膠-凝膠法或硅膠-凝膠法制備的酯化反應(yīng)的負(fù)載雜多酸催化劑，結(jié)合更加牢固，有效提高催化性能和抗流失性［35-36］。

王曉磊等［37］以鈷鎢酸鉀為催化劑，在最佳實(shí)驗(yàn)條件下，酯化率可達(dá)89.9%。徐美等［38］以硅膠負(fù)載Waugh 結(jié)構(gòu)的（NH4）6［MnMo9O32］·8H2O 為催化劑，在最佳反應(yīng)條件下，乙酸異戊酯產(chǎn)率高達(dá)85.4%。周華鋒等［39］以負(fù)載型硅鎢雜多酸為催化劑，乙酸的轉(zhuǎn)化率在2.0 h 達(dá)到87.1%，重復(fù)使用3次后乙酸的轉(zhuǎn)化率仍可達(dá)到81.9%。由于負(fù)載型硅鎢雜多酸的比表面積較小，催化性能受到一定的局限，因此將雜多酸負(fù)載到比表面積較大的載體表面是目前研究的重點(diǎn)方向之一。梁娟娟等［40］以［GlyH］10H20PW12O40為催化劑，在最佳合成條件下乙酸異戊酯產(chǎn)率為98.5%，由此可見［GlyH］10H20PW12O40具有極好的催化性能和重復(fù)使用性能。邵曉楠等［41］以［BSEt3N］3PW12O40為催化劑，在328.15 K、6 h、［BSEt3N］3PW12O40催化劑用量5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）、酯醇的摩爾比1∶1.5的條件下，乙酸甲酯的轉(zhuǎn)化率達(dá)到52.3%，與傳統(tǒng)催化劑催化活性相當(dāng)。陳可可［42］以AgH2PW12O40為催化劑，在醇酸摩爾比1.2∶1、催化劑用量質(zhì)量分?jǐn)?shù)4%、反應(yīng)時(shí)間1.0 h、帶水劑用量10 mL、溫度373 K 的條件下，乙酸異戊酯產(chǎn)率為98.8%，表明AgH2PW12O40催化劑具有最好的催化酯化反應(yīng)活性。王曉磊［43］自制鈷鎢酸鉀、Keggin 型單缺位雜多酸鹽等催化劑，催化合成乙酸異戊酯和乙酸正丁酯時(shí)發(fā)現(xiàn)，雜多酸鹽具有較好的酸性和氧化催化性能，并且反應(yīng)選擇性好、穩(wěn)定性高、對(duì)環(huán)境友好，具有良好的應(yīng)用前景。

2 有機(jī)酸類催化劑

有機(jī)酸類催化劑多為強(qiáng)質(zhì)子酸催化劑，多溶于水或乙醇，呈顯著的酸性反應(yīng)，其催化機(jī)制為催化劑與乙酸的羥基結(jié)合形成一個(gè)活性中間體，接著和異戊醇的羥基發(fā)生反應(yīng)，隨后脫去水分子，最終形成目標(biāo)產(chǎn)物。此類催化劑對(duì)催化乙酸和異戊醇的酯化反應(yīng)有著較好的催化效果。目前催化合成乙酸異戊酯的有機(jī)酸類催化劑主要有對(duì)甲苯磺酸［44-45］、對(duì)氨基苯磺酸［46］、十二烷基磺酸鑭［47］和氯化膽堿-氯化鋅［48］等。

侯金松［44］以對(duì)甲苯磺酸為催化劑，微波輻射催化合成乙酸異戊酯，在n（異戊醇）∶n（冰醋酸）=1∶1.45、催化劑用量2.1 g、反應(yīng)溫度100 ℃、反應(yīng)時(shí)間5 min、微波功率440 W 的條件下，乙酸異戊酯的產(chǎn)率達(dá)78.3%。白壯毅等［45］研究濃硫酸和對(duì)甲苯磺酸的催化效果時(shí)發(fā)現(xiàn)：對(duì)甲苯磺酸作催化劑，性能明顯高于濃硫酸，且其條件更溫和、反應(yīng)時(shí)間更短；以對(duì)甲苯磺酸為催化劑，在異戊醇與冰醋酸的摩爾比1.5∶1、反應(yīng)時(shí)間30 min、對(duì)甲苯磺酸0.5 g 的條件下，乙酸異戊酯的產(chǎn)率可達(dá)93.4%。趙衛(wèi)星［46］采用對(duì)氨基苯磺酸作催化劑，當(dāng)乙酸加量0.156 mol和異戊醇加量0.12 mol即醇酸的摩爾比1∶1.3、催化劑用量1.8 g 時(shí)，反應(yīng)70 min，乙酸異戊酯產(chǎn)率可達(dá)70.7%。杜曉晗［47］以十二烷基磺酸鑭催化乙酸和異戊醇的酯化反應(yīng)，在酸醇的摩爾比2∶1、催化劑用量0.30%（以異戊醇的物質(zhì)的量計(jì)）、反應(yīng)時(shí)間120 min、反應(yīng)溫度為回流溫度的條件下，乙酸異戊酯的產(chǎn)率超過95%。王英磊等［48］以低共熔溶劑氯化膽堿-氯化鋅作為催化劑催化乙酸與異戊醇的酯化反應(yīng)，在酸醇摩爾比1.2∶1、氯化膽堿-氯化鋅用量2.0 g、反應(yīng)溫度110 ℃、反應(yīng)時(shí)間3.0 h的條件下，乙酸異戊酯的產(chǎn)率可達(dá)93%；氯化膽堿-氯化鋅回收利用5 次，產(chǎn)物收率仍然可達(dá)85%。

3 離子液體催化劑

離子液體是由離子組成的液體，在20世紀(jì)50年代時(shí)，離子液體的應(yīng)用與研究得到了真正的發(fā)展。離子液體是一種優(yōu)良的溶劑，具有酸與超酸的性質(zhì)，其催化的反應(yīng)產(chǎn)物不溶于離子液體，易于分離。離子液體在有機(jī)合成中表現(xiàn)出良好的催化活性，它具有反應(yīng)條件溫和、對(duì)環(huán)境友好、可重復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn)，是一種優(yōu)良的催化劑類型，具有良好的應(yīng)用前景。

未本美等［49］以離子液體［（C2H5）3NH］［HSO4］為催化劑，催化冰醋酸與異戊醇酯化反應(yīng)合成乙酸異戊酯，在冰醋酸為0.02 mol、醇酸的摩爾比0.9∶1、反應(yīng)時(shí)間4.0 h、反應(yīng)溫度90 ℃、離子液體用量2.0 g 的條件下，乙酸異戊酯的產(chǎn)率達(dá)到78.1%；離子液體可循環(huán)使用4 次，催化活性基本不變。鄭好英等［50］以3種固載化離子液體作為催化劑催化合成乙酸異戊酯時(shí)發(fā)現(xiàn)，［PS-Im-C3H6SO3H］［Cl］固載化的離子液體具有最好的催化活性，在最佳合成條件下，乙酸異戊酯的產(chǎn)率最高可達(dá)96.8%，且催化劑重復(fù)使用6次后仍能保持較高的催化活性，穩(wěn)定性較好。趙新筠等［51］以酸性離子液體［Hmim］HSO4為催化劑，在優(yōu)化的反應(yīng)條件下，乙酸異戊酯的收率可達(dá)到79%，且催化劑可重復(fù)利用、易純化、對(duì)環(huán)境無污染。張麗［52］用［Hmim］HSO4離子液體代替濃硫酸作催化劑，在優(yōu)化條件下其催化反應(yīng)的產(chǎn)物比較少、催化效果好、產(chǎn)率較高。陶鴻彥［53］以離子液體作為催化劑，在乙酸與異戊醇的摩爾比2∶1、離子液體用量2 mL、回流比2.5 的條件下，乙酸異戊酯體積分?jǐn)?shù)為98%，收率為79%。

離子液體具有可設(shè)計(jì)性，可通過對(duì)陰、陽離子結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，調(diào)節(jié)其酸度，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)體系的優(yōu)化，使其具有優(yōu)良的催化活性，但離子液體也存在一些不足，如黏度較大等，仍需進(jìn)一步研究。

4 結(jié)語

本文主要綜述了近年來合成乙酸異戊酯的催化劑，主要包括無機(jī)類、有機(jī)酸類和離子液體催化劑。其中，無機(jī)鹽催化劑作為乙酸異戊酯的催化劑具有催化活性強(qiáng)、重復(fù)使用性好、無污染等優(yōu)點(diǎn)，并且其價(jià)格低廉、來源廣泛，是一種環(huán)境友好型的催化劑。但部分催化劑反應(yīng)時(shí)間短，使其在工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用中具有一定的局限性。離子交換樹脂催化酯化反應(yīng)時(shí)具有產(chǎn)品易分離的特點(diǎn)，對(duì)酯化反應(yīng)具有良好的選擇性和催化活性，但離子交換樹脂在高溫條件下活性會(huì)下降，壽命急劇縮短，并且該催化劑成本高，不適用于規(guī)?；a(chǎn)。分子篩具有均勻的粒徑分布、穩(wěn)定性高、重復(fù)利用率好等優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)其具有與反應(yīng)底物分子大小相互匹配的孔道、合適的酸度時(shí)，其催化效果大大增強(qiáng)。但分子篩催化劑選擇性低、壽命短，很難滿足工業(yè)生產(chǎn)需要。固體超強(qiáng)酸具有副反應(yīng)少、催化性能強(qiáng)、反應(yīng)選擇性好、操作條件易控制、易與產(chǎn)品分離以及可重復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn)，但其穩(wěn)定性不高、使用壽命達(dá)不到工業(yè)化生產(chǎn)要求，且活性組分易于流失，為了克服上述缺點(diǎn)還需對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的研究和開發(fā)。雜多酸是一種具有確定組成的含氧橋的多核高分子配合物，具有類似于分子篩的籠型結(jié)構(gòu)，且具有較強(qiáng)的酸性，能滿足酯化反應(yīng)的需要，具有催化活性高、反應(yīng)選擇性好、穩(wěn)定性高、對(duì)環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，但其存在副反應(yīng)較多、活性易流失、操作復(fù)雜、成本高的缺點(diǎn)，因此不能滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要。有機(jī)酸是強(qiáng)質(zhì)子酸催化劑，對(duì)乙酸異戊酯有著較好的催化效果，但其后處理比較繁瑣，且不能重復(fù)使用。離子液體是一種環(huán)境友好的溶劑和酸催化劑，并且分子可控、穩(wěn)定性強(qiáng)，但在工業(yè)生產(chǎn)中依舊有著生產(chǎn)成本高、設(shè)計(jì)復(fù)雜、再生利用難等問題，所以如果想讓離子液體在催化合成上得到進(jìn)一步利用，有關(guān)體系的傳質(zhì)和傳熱規(guī)律等問題仍有待解決。由于目前大多數(shù)催化劑仍存有催化反應(yīng)時(shí)間長、催化劑難以回收利用、產(chǎn)率低等缺點(diǎn)，因此在今后的研究中，研究者們還需綜合考慮實(shí)際生產(chǎn)中的各方面因素，以得到更完美的制備乙酸異戊酯的新型綠色環(huán)保催化劑。