Спосіб на іонообмінних каталізаторах
Синтез ізобутилового ефіру оцтової кислоти реакцією етерифікації
2. Необхідно зауважити, що швидкість утворення ефірів зі спиртів изостроения помітно повільніше, тобто тривалість реакції залежить від прямої та зворотної швидкості дифузії всередині зерна іонообмінної смоли реагуючих речовин і продуктів, що утворилися. Це спостерігалося також на прикладі утворення н-аміл- та ізоамілацетату, н-бутил- та ізобутил-, н-аміл- та ізоамілсаліцилатів.
Спосіб 3. На іонообмінних каталізаторах
Існуючий метод отримання ефірів оцтової кислоти ґрунтується на дії оцтового ангідриду або оцтової кислоти на відповідні спирти в присутності сірчаної кислоти. Можливість побічних процесів, труднощі очищення від спирту, що не вступив у реакцію, є недоліками методу гомогенного кислотного каталізу.
Останнім часом розроблено метод одержання деяких ефірів оцтової кислоти етерифікацією оцтової кислоти відповідними спиртами у присутності іонообмінної смоли КУ-2.
Використання іонітів як каталізаторів реакції етерифікації дозволяє застосувати еквівалентні кількості речовин, що реагують, що значно полегшує очищення готового продукту.
Характеристика основної сировини
Оцтова кислота, техн., ГОСТ 7077-54, ізобутиловий спирт техн., ТУ МХП 1704-47, іонообмінна смола КУ-2, ВТУ ГХПК М-661-55, використовується без попередньої обробки.
Вихід чистого продукту становить 470 г, або 67,5% від теоретичного;
1,390; – 0,8710. За літературними даними, -1,39066; -0,8712.
3. Літературний пошук. Сольволіз
Сольволітичні методи становлять найбільшу групу методів синтезу складних ефірів, оскільки всі похідні кислот так чи інакше здатні до взаємоперетворень. зазменшення відносної реакційної здатності ці похідні розташовуються в наступний ряд: хлорангідрид > ангідрид кислоти > > складний ефір > амід, нітрил > сіль. Можна очікувати, що складні ефіри, що знаходяться в середині цього ряду, легко утворюватимуться з хлорангідридів або ангідридів кислот, існуватимуть у рівновазі з іншими ефірами (в умовах кислотного каталізу) і з трохи більшою працею утворюватися з амідів і солей. Одержання ефірів із солей полегшується, якщо при цьому відбувається виділення або осадження нерозчинної неорганічної солі. Коротше кажучи, складні ефіри можуть бути отримані з кислот (реакція етерифікації), а також сполук п'яти інших наведених вище типів. Крім того, для синтезу складних ефірів можна застосовувати й інші вихідні речовини, наприклад кетени - сполуки, споріднені з ангідридами, і 1,1,1-тригалоген-заміщені або а-дигалогензаміщені прості ефіри, що мають той же ступінь окислення, що і складні ефіри. Єдиним свого роду методом отримання є розглянутий приклад піролізу мідних солей, у якому відбувається незвичайна орієнтація.
3.1. З карбонових кислот (реакція етерифікації)
RCOOH + R'OH = RCOOR' + Н2О
Реакція етерифікації - один із найпростіших методів, що застосовуються для синтезу складних ефірів, оскільки часто і необхідна кислота, і спирт є в готовому вигляді. Найкращі результати цей метод дає у разі первинних спиртів, менш задовільні – для вторинних та ще менш задовільні – у разі третинних спиртів. Для найшвидшого досягнення рівноваги застосовують такі каталізатори, як сірчана кислота, хлористий водень, арилсульфокислота або ефір трифтористого бору, хоча деякі ефіри бензилового спирту та мурашиної кислоти можна отримативідсутність каталізатора. Якщо спирт або кислота змінюються під дією кислот, слід віддати перевагу ефіру трифтористого бору. Для етерифікації ароматичних кислот краще брати 2 екв трифтористого бору. Якщо при проведенні реакції небажана присутність кислоти в реакційному середовищі, як каталізатор можна використовувати сильнокислі іонообмінні смоли. Швидкість утворення ефіру залежить або площі поверхні іонообмінної смоли, а у разі кислот високої молекулярної ваги площа поверхні може бути ще більше обмежена поганою дифузією кислоти всередину смоли. Нижче наведено приклад етерифікації за допомогою кислої іонообмінної смоли фурилового спирту, який за наявності кислоти в середовищі реакційної полімеризується (приклад а).
Нещодавно для одержання метилового ефіру пеларгонової кислоти з цієї кислоти, спирту та сірчаної кислоти були використані молекулярні сита Лінде ЗА у вигляді таблеток; вихід ефіру становив 96%.
Для того щоб максимально змістити рівновагу у бік утворення складного ефіру, одну з вихідних речовин (зазвичай спирт застосовують у надлишку або один з продуктів (воду) видаляють азеотропною перегонкою, а розчинник (бензол або толуол) повертають в реакційну суміш за допомогою пастки Діна- Іншими методами видалення води можуть бути такі: азеотропна перегонка в апараті Сокслета, в патрон якого поміщають осушувач, наприклад сульфат магнію, або хімічний спосіб, що полягає в реакції з диметилацеталем ацетону, що призводить до утворення ацетону і метилового спирту. Діна - Старка - найкращий метод отримання складних ефірів, особливо ефірів висококиплячих спиртів, застосування метилового спирту при цьому становить труднощі внаслідок його леткості.використовують спеціальну барботажну колону для видалення; проміжних фракцій, що містять воду. Однак у тих випадках, коли великі кількості сірчаної кислоти не впливають на карбонову кислоту, з якої отримують ефір, цю кислоту, метиловий спирт і сірчану кислоту просто можна кип'ятити зі зворотним холодильником, а метиловий ефір, що утворюється, екстрагувати толуолом за методом Клостергарда, призначеним для отримання етилових ефірів, таких як триетиловий ефір лимонної кислоти. Розроблено простий напівмікрометод, схожий на наведений вище, при якому метилові ефіри утворюються і розділяються так само ефективно, як і реакції кислоти з діазометаном. Нарешті, зручним методом отримання метилових ефірів аліфатичних та ароматичних кислот, що дає виходи 87-98%, є кип'ятіння відповідної кислоти (1 моль), метилового спирту (3 моля) та сірчаної кислоти в етилен або метиленхлориді протягом 6-15 год. не вимагає складного обладнання, як метод Вайсбергераі Кіблера, і зручніший для отримання ефірів у більших масштабах, ніж метод Бейкера.