介绍
2-甲基丁酸丁酯是一类香料物质。外观为无色油状液体，具有强烈的水果香气，存在于草莓中，作为一种食用香料，主要用以配制水果香型的香精。它可从草莓果汁中提取得出，成本高，数量有限。而酯均可由醇酸酯化制备，成本低，用固体酸作催化剂进行合成，如FeCl3、固体超强酸ZrO2/SO42−、钨磷杂多酸、聚氯乙烯一三氯化铝氯化锌，具有操作简便易行，可得到高纯度产品的特点。
图一 2-甲基丁酸丁酯
合成
在50ml 三颈烧瓶中，放入0.1mol 2-甲基丁酸(约10.2g)，一定量的正丁醇及DHR(相对于2-甲基丁酸而言，用g/mol表示用量)，瓶口装置有200℃的水银温度计、球形回流冷凝管，瓶外壁用触点式温度计控制温度。装置完毕，先通冷凝水，后在集热式恒温磁力搅拌器上加热搅拌，同时计时反应，定时取样分析。2-甲基丁酸丁酯的沸点为180~183℃，折光率为1.413。
图二 2-甲基丁酸丁酯的合成机理
分析方法
摩尔校正因子的测定：将正丁醇，2-甲基丁酸丁酯，2-甲基丁酸按摩尔组成各33.33%配成混合液，测得反应体系中各组份的摩尔校正因子fm(其中以正丁醇的MM为1.0000)。进行色谱分析，方法为修正面积归一法。
反应时间对酯产率的影响
反应时间是衡量催化剂活性的重要参数，好的催化剂应在较短时间内反应达到高产率。随着反应时间延长，酯产率增大，但超过6h后，再延长反应时间，2-甲基丁酸丁酯产率提高甚微，故最佳反应时间6h。这是因为2-甲基丁酸随反应时间延长，浓度变小，酯化速率减慢。
反应温度对酯产率的影响
反应温度提高可加快反应速率，但过高的温度对反应有两个不利的影响：(1)选择性变差，副反应增多，收率降低，反应难控制；(2)温度超过120℃时，离了交换树脂变性失去催化活性。该反应的最佳反应温度为100℃。从实验观察到的现象，反应温度为100℃，反应液颜色较深。最适宜的2-甲基丁酸丁酯反应温度为 80℃[1]。
参考文献
[1]郑清云,李谦和,余旭,等. 阳离子交换树脂催化合成2-甲基丁酸丁酯[J]. 常德师范学院学报,2001,12(4):66-68. DOI:10.3969/j.issn.1672-6164.2001.04.023