[發(fā)明專利]N-取代的吡咯烷酮*離子液體

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980156113.8
• 申請日: 2009-12-04
• 公開（公告）號: CN102307855A
• 公開（公告）日: 2012-01-04
• 發(fā)明（設計）人: T·富;M·A·哈默;K·W·哈欽森;C·P·永克;B·R·梅萊恩;A·明特
• 申請（專利權(quán)）人: 納幕爾杜邦公司
• 主分類號: C07D207/27
• 分類號: C07D207/27
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 孟慧嵐;李炳愛

本專利申請要求2008年12月4日提交的美國專利申請SN?12/328,057的優(yōu)先權(quán)和受益權(quán)，所述文獻以引用方式全文并入本文作為其一部分以用于所有目的。

技術(shù)領域

該發(fā)明涉及用作離子液體的N-取代的吡咯烷酮化合物。

發(fā)明背景

離子液體為由離子組成的液體，所述液體在等于或低于約100℃下為流體。離子液體表現(xiàn)出可忽略的蒸汽壓，隨著限制使用傳統(tǒng)工業(yè)溶劑的法規(guī)實施越來越嚴格，并且出于環(huán)境考慮，如揮發(fā)性的排放物以及含水層和飲用水的污染，許多研究已致力于設計能用作替代常規(guī)溶劑的離子液體。

離子液體通常由有機陽離子的鹽組成，如N-烷基吡啶1，3-二烷基咪唑四烷基銨、四烷基或三烷基锍陽離子。美國專利7,157,588描述了例如基于N-取代的吡咯烷酮的離子液體，其具有側(cè)銨陽離子，通過可調(diào)節(jié)長度的連接子與吡咯烷酮環(huán)間隔。然而，仍需要其它離子液體，其可設計于用于選定的應用，尤其是至少部分地由可再生資源制備的那些。

發(fā)明概述

本發(fā)明提供了由下式I的結(jié)構(gòu)表示的化合物：

式I

其中：

(a)Z為-(CH₂)_n-，其中n為2至12的整數(shù)；

(b)R²、R³和R⁴各自獨立地為H或C₁至C₆直鏈或支鏈的烷基；以及

(c)A^-為乙酰丙酸根、[CF₃-O-CFHCF₂SO₃]^-、[CF₃CF₂OCFHCF₂SO₃]^-、或[CF₃CF₂CF₂OCFHCF₂SO₃]^-。

發(fā)明詳述

本發(fā)明涉及部分由N-取代的吡咯烷酮衍生的化合物。這些化合物包括陰離子和陽離子，其中有側(cè)銨陽離子通過可調(diào)節(jié)長度的連接子與吡咯烷酮環(huán)間隔。如本文所示的式I的該連接子用Z表示。這些化合物可用作離子液體，并可例如用作溶劑、用作各種類型反應的催化劑(如烷化反應)，并用作對于各種氣體(如CO₂)的吸收劑。這些化合物還具有以下優(yōu)點：所述陽離子部分以及若干相關(guān)的陰離子可易于由乙酰丙酸或乙酰丙酸衍生物制備，所述乙酰丙酸可由廉價的可再生的生物質(zhì)原料的水解獲得。

在本文組合物的描述中，對于多次用于說明書中某些術(shù)語提供了下列定義結(jié)構(gòu)：

“烷基”為一價(即具有一個化學價)的基團，具有通式C_nH_2n+1。

生物質(zhì)指任何纖維質(zhì)或木質(zhì)纖維質(zhì)材料，并包括包含纖維素的材料，以及任選地還包含半纖維素、木質(zhì)素、淀粉、低聚糖和/或單糖的材料。生物質(zhì)還可包括附加組分，如蛋白質(zhì)和/或類脂。適用于本文的生物質(zhì)可衍生自單一來源，或可為衍生自一種以上的來源的混合物。此類來源無限制地包括生物能作物、農(nóng)業(yè)殘余物、市政固體垃圾、工業(yè)固體垃圾、來自造紙業(yè)的淤渣、庭院垃圾、木材和林業(yè)垃圾。生物質(zhì)的實例無限制地包括玉米粒、玉米芯、作物殘余如玉米殼、玉米秸稈、草、小麥、小麥秸稈、干草、稻稈、柳枝稷、廢紙、蔗渣、高粱、大豆、從谷物的研磨物的殘余、樹、枝、根、葉、木屑、鋸末、灌木和灌叢、蔬菜、水果、花和動物糞肥。

“催化劑”為可影響反應速率而不是反應平衡并且化學上無變化地存在于所述反應中的物質(zhì)。

“轉(zhuǎn)化率”是指在反應中轉(zhuǎn)化成產(chǎn)物的特定反應物的重量％。

“烴基”為僅包含碳和氫的單價基團。

“離子液體”是在等于或低于約100℃下為流體的有機鹽。

“乙酰丙酸根”離子為由下式的結(jié)構(gòu)表示的陰離子：

“金屬催化劑”為包括至少一種金屬、至少一種Raney金屬、它們的化合物或它們的組合的催化劑。負載型金屬催化劑為其中所述催化劑為金屬的負載型催化劑。

“金屬促進劑”為金屬化合物，其被添加到催化劑中以增強它們在反應中的物理或化學功能。也可加入金屬促進劑以延緩不可取的副反應和/或影響反應速率。