[發明專利]一種兼具B酸中心和L酸中心的離子液體的制備方法

無效

• 申請號: 200810042465.8
• 申請日: 2008-09-04
• 公開（公告）號: CN101348448A
• 公開（公告）日: 2009-01-21
• 發明（設計）人: 楊建國;梁學正;龔國珍;權南南;吳海虹;何鳴元
• 申請（專利權）人: 華東師范大學
• 主分類號: C07C309/14
• 分類號: C07C309/14;C07D233/60;C07D213/34;C07D295/088;B01J31/02
• 代理公司: 上海藍迪專利事務所
• 代理人: 徐筱梅

技術領域

本發明涉及有機化學合成技術領域，特別是一種兼具B酸中心和L酸中心的離子液體的制備方法。

背景技術

在能源問題、環境問題出現危機的現今，以少量的能量不產生不必要的副產物僅有效地生成目的產物成為現代化工追求的目標。在現代化學產業中酸催化劑是必不可少的，廣泛應用于藥品、石油化學工業產品、高分子產品等各種各樣產品的制造，但目前使用的大多為鹽酸、硫酸之類的液體酸催化劑。在生產過程中使用的液體催化劑需要由堿中和，通過除去由中和生成的鹽等工序，從產物中分離、回收。但是，上述中和與鹽的除去工序中消耗相當一部分能量。另外，在市場上回收的鹽供給過剩，其大多為可用性小的副產物，因此通常難于處理。

相對于上述情況，由于固體酸催化劑在分離、回收時不需要上述中和或鹽的除去工序，可以不生成不必要的副產物，且節能地制造目的產物，因此這方面的研究已受到科學工作者的關注(Ishihara，K；Hasegawa，A；Yamamoto，H.Angew.Chem.Int.Ed.2001，40，4077.)。在固體酸催化劑的研究與開發方面，沸石、二氧化硅-氧化鋁、含水鈮等固體酸催化劑已成為化學工業的巨大成果，給社會帶來很大貢獻。另外，作為強酸聚合物，可認為將聚苯乙烯磺化得到的材料是固體酸，以往一直用作具有酸性的陽離子交換樹脂。另外，已知在聚四氟乙烯骨架中具有磺基的Nafion(杜邦公司的注冊商標)也是具有親水性的極強的固體酸(固體超強酸)，已知它們作為具有大于液體酸的酸強度的超強酸起作用。但是，有對熱不穩定、工業上使用時價格過高的問題。根據上述情況，從性能和成本等方面考慮，使用固體酸催化劑比使用上述液體酸更難于設計有利的工業工序，現今幾乎所有的化學產業都依賴于液體酸催化劑。離子液體作為一種綠色環保催化劑和反應溶劑一直受到國內外學者的重視。其中具有B酸位磺酸基功能化的離子液體和具有L酸位氯鋁酸離子液體由于其較好的催化活性而受到廣泛的重視。但這種離子液體存在酸種類單一等問題。為解決上述問題，本發明考慮制備兼具B酸中心和L酸中心的離子液體，以提高其性能。

發明內容

本發明的目的在于提供一種兼具B酸中心和L酸中心的離子液體的制備方法，該方法制備的離子液體熱穩定性高；酸種類多；合成成本低；催化效果好。

實現本發明目的的具體技術方案是：

一種兼具B酸中心和L酸中心的離子液體的制備方法，它是將叔胺類化合物與磺內酯反應得到多磺酸根的內鎓鹽，再用氫鹵酸進行酸化，得到陰離子為鹵素的磺酸基功能化離子液體，再與金屬鹵化物反應，制得兼具B酸中心和L酸中心的離子液體，其具體步驟如下：

第1步內鎓鹽的制備

稱取叔胺類化合物與磺內酯，按照叔胺氮原子與磺內酯的物質量之比為1∶1的用量，在室溫下攪拌2～7天后得到固體鹽，然后抽濾，用濃度大于99％的乙醚或乙酸乙酯洗滌3次后，60℃進行真空烘干，得到內鎓鹽。

第2步氫鹵酸酸化

稱取化學計量的內鎓鹽和氫鹵酸，氫鹵酸的用量與內鎓鹽中磺酸根的物質量相等，在80℃下進行加熱攪拌4h，得到相應的陰離子為鹵素的離子液體。

第3步離子液體的合成

陰離子為鹵素的離子液體與金屬鹵化物在80℃下進行真空加熱攪拌12h，即得到兼具B酸中心和L酸中心的離子液體，金屬鹵化物的用量為陰離子為鹵素的離子液體物質量的0.5～3倍。

其中：所述叔胺類化合物包括烷基叔胺和芳香叔胺類化合物，所述烷基叔胺和芳香叔胺類化合物包括三乙胺、三甲胺、吡啶、甲基咪唑、丁基咪唑或甲基嗎啉；所述磺內酯包括1，4-丁烷磺內酯或1，3-丙烷磺內酯；所述氫鹵酸包括鹽酸、氫溴酸或氫碘酸；所述金屬鹵化物包括無水鹵化鋁、無水鹵化鐵、無水鹵化鋅或無水鹵化鎂。

與背景技術相比，本發明所得的離子液體具有：

(1)熱穩定定性高，熱分解溫度在180℃以上。

(2)酸種類多，兼具B酸中心和L酸中心。

(3)合成的成本低。

(4)催化效果好，對一般的酸催化反應如：酯化、縮合、烷基化、醚化等有很高的催化活性。

(5)催化劑可重復多次使用。

(6)具有廣泛的應用前景。

具體實施方式

以下將通過具體的實施例對本發明做進一步的闡述：

實施例1

磺酸基功能化三乙胺氯鋁酸離子液體的制備

第1步內鎓鹽的制備