[發(fā)明專利]含磺酸酯基側(cè)鏈?zhǔn)覝仉x子液體及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710305965.1
• 申請(qǐng)日: 2007-12-13
• 公開（公告）號(hào): CN101456844A
• 公開（公告）日: 2009-06-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 夏春谷;李臻;陳靜;劉佳梅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所
• 主分類號(hào): C07D233/20
• 分類號(hào): C07D233/20;C07D213/34;C07C67/08
• 代理公司: 蘭州中科華西專利代理有限公司
• 代理人: 方曉佳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種室溫離子液體及其制備方法，以及在醇酸酯化反應(yīng)中的應(yīng)用，屬新材料和精細(xì)化工領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在酸催化劑作用下進(jìn)行的醇酸酯化反應(yīng)在有機(jī)合成化學(xué)中占有重要地位，它是制備眾多精細(xì)化工產(chǎn)品的有效手段，可以應(yīng)用到溶劑、增塑劑、樹脂、涂料、香料等的生產(chǎn)中。但是傳統(tǒng)的醇酸酯化反應(yīng)通常使用質(zhì)子酸，如濃硫酸等，或金屬氧化物作為催化劑，存在著廢液污染環(huán)境、產(chǎn)物與催化劑難以分離、產(chǎn)物有色與腐蝕設(shè)備等問(wèn)題。本發(fā)明提供的含磺酸酯基側(cè)鏈離子液體能有效解決該反應(yīng)過(guò)程存在的問(wèn)題。

室溫離子液體是指由有機(jī)陽(yáng)離子和無(wú)機(jī)或有機(jī)陰離子構(gòu)成的在室溫或近室溫下呈液態(tài)的鹽類化合物，其物理化學(xué)性能可通過(guò)改變陰陽(yáng)離子的結(jié)構(gòu)和類型進(jìn)行調(diào)節(jié)。在離子液體的陽(yáng)離子或陰離子上引入具有催化活性的官能團(tuán)，可以使離子液體具有特定的催化活性，這種功能化離子液體目前是研究的熱點(diǎn)。離子液體用作酯化反應(yīng)的催化劑和溶劑已有報(bào)道，專利99117843.2報(bào)道了利用離子液體催化酯化的方法，但是使用的金屬或非金屬鹵化物離子液體穩(wěn)定性差，遇水分解，而且加料方式也有限制。專利02145086.2中采用[Hmim]BF₄作為催化劑進(jìn)行酯化反應(yīng)，但是含F(xiàn)的離子液體遇水易分解，放出HF(Richard?P.Swatloski，GreenChemistry，2003，5：361)，同時(shí)在實(shí)施過(guò)程中，離子液體的用量很大。專利200310123485.5報(bào)道的離子液體催化酯化反應(yīng)，僅涉及到乙酸與正丁醇的反應(yīng)。美國(guó)專利US7,208,605中描述了磺酸功能化離子液體催化合成乙酸乙酯，但是催化劑用量較大，同時(shí)沒有涉及其它酯化反應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種含磺酸酯基側(cè)鏈的室溫離子液體。

本發(fā)明的另一目的在于提供上述離子液體的制備方法。

本發(fā)明的再一個(gè)目的在于提供該離子液體在醇酸酯化反應(yīng)中的應(yīng)用。

一種含磺酸酯基側(cè)鏈的室溫離子液體，其結(jié)構(gòu)通式為：A⁺B^-

其中陽(yáng)離子A⁺用式(I)或式(II)表示：

在式(I)和(II)中，R₁代表甲基、乙基或丁基，R₂代表甲基、乙基、丁基或辛基，n為1至6的整數(shù)；

其中陰離子B^-用式(III)表示：

式(III)中：R₃代表甲基、乙基、丁基或辛基。

一種結(jié)構(gòu)通式為A⁺B^-的含磺酸酯基側(cè)鏈?zhǔn)覝仉x子液體的制備方法，其中陽(yáng)離A⁺用式(I)和(II)表示，式(I)和(II)中：R₁代表甲基、乙基或丁基，R₂代表甲基、乙基、丁基或辛基，n為1至6的整數(shù)，

陰離子B^-用式(III)表示，式(III)中：R₃代表甲基、乙基、丁基或辛基。

其特征在于制備這種離子液體的方法為：將烷基取代咪唑或吡啶磺酸內(nèi)鹽分散于一定量的甲苯中，室溫下加入硫酸二烷基酯，升溫至60～90℃反應(yīng)2～3小時(shí)，停止反應(yīng)，分出下層淺棕色透明粘稠液體，用甲苯洗滌并于真空干燥，即得產(chǎn)物。

制備所述含磺酸酯基側(cè)鏈的室溫離子液體，烷基取代咪唑或吡啶磺酸內(nèi)鹽與硫酸二烷基酯的摩爾比為1∶1.1。

制備所述含磺酸酯基側(cè)鏈的室溫離子液體所用的烷基取代咪唑或吡啶磺酸內(nèi)鹽選自N-甲基-N’-甲烷磺酸咪唑內(nèi)鹽、N-甲基-N’-乙烷磺酸咪唑內(nèi)鹽、N-甲基-N’-丙烷磺酸咪唑內(nèi)鹽、N-甲基-N’-丁烷磺酸咪唑內(nèi)鹽、N-甲基-N’-戊烷磺酸咪唑內(nèi)鹽、N-甲基-N’-己烷磺酸咪唑內(nèi)鹽、N-乙基-N’-甲烷磺酸咪唑內(nèi)鹽、N-乙基-N’-乙烷磺酸咪唑內(nèi)鹽、N-乙基-N’-丙烷磺酸咪唑內(nèi)鹽、N-乙基-N’-丁烷磺酸咪唑內(nèi)鹽、N-乙基-N’-戊烷磺酸咪唑內(nèi)鹽、N-乙基-N’-己烷磺酸咪唑內(nèi)鹽、N-丁基-N’-甲烷磺酸咪唑內(nèi)鹽、N-丁基-N’-乙烷磺酸咪唑內(nèi)鹽、N-丁基-N’-丙烷磺酸咪唑內(nèi)鹽、N-丁基-N’-丁烷磺酸咪唑內(nèi)鹽、N-丁基-N’-戊烷磺酸咪唑內(nèi)鹽、N-丁基-N’-己烷磺酸咪唑內(nèi)鹽、N-甲烷磺酸吡啶內(nèi)鹽、N-乙烷磺酸吡啶內(nèi)鹽、N-丙烷磺酸吡啶內(nèi)鹽、N-丁烷磺酸吡啶內(nèi)鹽、N-戊烷磺酸吡啶內(nèi)鹽和N-己烷磺酸吡啶內(nèi)鹽中的一種。