论文总字数：15139字

摘 要

甘油是三元醇类物质，与羧酸类物质发生酯化反应产生的化合物有许多种类，在人类的食品、化妆用品、药物研究及化工行业等多个方面有着广泛的应用。其中甘油和乙酸发生酯化反应，产物包括单乙酸甘油酯及其他高附加值的产物。本文介绍了甘油酯化合成单乙酸甘油酯的手段和方法，主要探究了复合金属磷酸盐催化剂对酯化反应的影响，对该催化剂用仪器进行了表征并分别探究了水、温度对合成单乙酸甘油酯反应的影响，得出此反应的最优温度及水量。

关键词：甘油；酯化；单乙酸甘油酯；金属磷酸催化剂

Abstract

Glycerin is a ternary alcohol substance, and there are many kinds of compounds produced by esterification reaction with carboxylic acid substances. It is widely used in human food, cosmetic products, pharmaceutical research and chemical industry. The esterification reaction occurred between glycerin and acetic acid, and the products included glycerol acetate and other high value-added products. In this paper, the method and method of synthesis of glycerol ester into monoacetate were introduced, and the influence of compound metal phosphate catalyst on esterification reaction was mainly investigated. The catalyst was characterized by instruments, and the influence of water and temperature on the reaction of synthesis of glycerol monoacetate was investigated, and the optimal temperature and water amount of this reaction were obtained.

Keywords: glycerol; esterification; monoacetin; Metal phosphoric acid catalyst

目录

摘要 I

Abstract II

目录 II

第一章 前言 1

1.1选题的背景 1

1.2单乙酸甘油酯的介绍 2

1.2.1单乙酸甘油酯的结构 2

1.2.2单乙酸甘油酯的性质与应用 2

1.3单乙酸甘油酯的合成研究现状 2

1.3.1直接酯化法 3

1.3.2环氧氯丙烷法 3

1.3.3缩水甘油法 3

1.3.4基团保护法 3

1.4.甘油酯化合成单乙酸甘油酯的催化剂的研究进展 4

1.4.1液体酸催化剂 4

1.4.2固体酸/碱催化剂 4

1.4.3多金属氧酸盐催化剂 5

1.4.4 聚离子酸液体 6

1.4.5金属氧化物催化剂 6

1.5.本文的研究内容和意义 7

1.5.1本课题研究目的 7

1.5.2本课题研究的内容 7

第二章 实验部分 8

2.1 实验试剂与仪器设备 8

2.1.1 实验试剂 8

2.1.2 实验仪器设备 8

2.2 催化剂的制备 8

2.3 催化剂表征 9

2.3.1透射电子显微镜（TEM）来表征 9

2.3.2扫描电子显微镜（SEM）来表征 9

2.3.3 X射线衍射（XRD）来表征 9

2.4 催化反应实验 10

第三章 实验结果及讨论 11

3.1 催化剂的筛选 11

3.2 水对反应的影响 12

3.3 温度对反应的影响 13

3.4 催化剂的表征 13

3.4.1 X射线粉末衍射（XRD） 13

3.4.2 扫描电镜（SEM） 14

3.5总结与展望 16

3.5.1实验总结 16

3.5.2展望 16

参考文献 17

致谢 19

第一章 前言

1.1选题的背景

随着世界经济共同体的越演越烈，人类对于能源的消耗在持续地增加，但是化石资源总量是固定的，开发可再生资源成为缓解资源枯竭的有效途径。由于人口的日益增多，私家车数量在大幅度上涨，对于汽油和柴油的需求量也慢慢增加，于是科学家发明了相对环保的生物柴油^[1]，一种无毒、无硫、可降解的可再生能源，性质与石化柴油基本相同，还具有常规柴油不具备的优点，正在逐步地替代石化柴油。但是一种物质的产生必然会伴随着其他副产物的生成，伴随着生物柴油的一种副产物就是甘油。但是甘油也不是一点用途也没有，相反我了解到甘油的用途可达2000多种，可以用于牙膏、玻璃纸、涂料、护手霜和化妆品等方面，用途还是很广的。

据有关数据^[2]表明：每生产生物柴油1 t的量，同时产生副产物甘油为100 kg。如果不解决这个问题，这样会导致甘油大量的积压。书上记载说，纯净的甘油是一种粘稠的液体，无色，味甜，可参与许多化学反应，生成其他各种产物，是一种用途广泛且价格便宜的原料。

甘油因其结构特殊的原因，有着独特化学性质，可作为很多有机合成反应的合成原料，参与化学反应，而且价格实惠。甘油的利用途径随着科技的发展越来越多，从最初的研究到现在，主要有三种方法：1、对其进行精炼，作为原料进入市场2、进行处理后，成为动物的饲料或者进入燃料市场3、以甘油作为原材料进行加工，生产出有高附加值的产品，也是我们探究的主要目的。

甘油是三元醇类物质，和羧酸类物质发生酯化反应，产生的多种不同种类的化合物，其在食物方面、化妆用品方面、药物方面及化工行业有着广泛的应用，其中甘油转化的重要途径是：作为原料与乙酸发生合成反应，得到相应的产物乙酸甘油酯，乙酸甘油酯是美国FDA认可的一种安全添加剂，应用于包装材料及食品生产方面。其中单乙酸甘油酯^[3]大多情况主要应用于制造革制品及染料等方面；甘油二乙酸酯主要应用在生产树脂产业和加工食品方面；三醋酸甘油用作滤嘴的固定剂，可以和单乙酸甘油酯一样应用于燃料方面。

1.2单乙酸甘油酯的介绍

1.2.1单乙酸甘油酯的结构

从下图结构来看，由于甘油有三个羟基，生成的单乙酸甘油酯^[4]也有两种：1、3号位上形成是α型结构，2号位形成的是β型结构。

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