[發(fā)明專利]用離子液體催化劑制備丁二酸二甲酯的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210251516.4
• 申請日: 2012-07-19
• 公開（公告）號: CN102757344A
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張英偉;劉康;張新志;孫長江
• 申請（專利權(quán)）人: 北京旭陽化工技術(shù)研究院有限公司
• 主分類號: C07C69/40
• 分類號: C07C69/40;C07C67/08
• 代理公司: 北京金信立方知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11225
• 代理人: 朱梅;張皓

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用離子液體催化劑制備丁二酸二甲酯的方法，屬于有機(jī)化學(xué)反應(yīng)方法的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

丁二酸二甲酯是一種重要的化工產(chǎn)品，主要應(yīng)用在食品、化工、醫(yī)藥行業(yè)。傳統(tǒng)的丁二酸二甲酯主要是由丁二酸、順酐與甲醇通過酯化反應(yīng)制得的。傳統(tǒng)的酯化方法大多采用硫酸、磷酸等無機(jī)酸作為催化劑來實(shí)現(xiàn)，但是反應(yīng)后殘余的廢酸會(huì)造成環(huán)境污染。

離子液體是近年來日益受到關(guān)注的一類環(huán)境友好型試劑，具有穩(wěn)定性好，不揮發(fā)，與有機(jī)物溶解性可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)。離子液體是一種在室溫下以液體形式存在的一種鹽，具有許多特殊的性質(zhì)，如其飽和蒸汽壓非常低幾乎為零，能溶解許多無機(jī)物和有機(jī)物，沒有腐蝕性，可以通過調(diào)配其陰陽離子的種類及數(shù)量制備出不同的離子液體。目前關(guān)于離子液體的種類和所涉及的領(lǐng)域也越來越多。

有文獻(xiàn)報(bào)道以鋁酸鹽離子液體為催化劑和反應(yīng)介質(zhì)實(shí)現(xiàn)了醇酸酯化反應(yīng)，但是這類離子液易于水解；近幾年有文獻(xiàn)報(bào)道了對水比較穩(wěn)定的咪唑、吡啶類質(zhì)子酸離子液體廣泛應(yīng)用于酸催化酯化反應(yīng)，這類催化劑具有較好的催化酯化反應(yīng)活性和重復(fù)實(shí)用性。專利CN1405140報(bào)道了利用離子液體[Hmin]+BF4-為催化劑和溶劑，進(jìn)行酯化反應(yīng)的脂肪酸或芳香酸和直鏈醇經(jīng)過攪拌，加熱，靜置，重力沉降，分液得酯化產(chǎn)品，轉(zhuǎn)化率達(dá)到了80-100%，選擇性為100%。專利CN101172949A公開了一種磺酸基功能化嗎啡啉季銨鹽離子液體催化酯化的方法，特征是以磺酸基功能化的嗎啡啉季銨鹽離子液體為酯化反應(yīng)的催化劑、溶劑和脫水劑，加入量為醇和酸的總摩爾的0.5-100%，在10-140℃反應(yīng)0.5-12小時(shí)，酸的轉(zhuǎn)化率為86.3%，酯的選擇性達(dá)到了100%。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種以離子液體催化制備丁二酸二甲酯的方法，該方法克服了現(xiàn)有技術(shù)以稀硫酸為催化劑時(shí)對環(huán)境的污染以及對設(shè)備的腐蝕問題，以及固體酸催化劑催化方法中反應(yīng)條件苛刻，酯化產(chǎn)物收率低的問題。

本發(fā)明提供了一種使丁二酸單甲酯和甲醇酯化制備丁二酸二甲酯的方法，其特征在于，使用丁二酸單甲酯和醇作為反應(yīng)物，以咪唑、吡啶類離子液體作為催化劑，在氮?dú)鈿夥障拢磻?yīng)壓力為0.1-3Mpa，反應(yīng)溫度為90~150℃，反應(yīng)時(shí)間為6-12h，離子液體、丁二酸單甲酯、醇的摩爾比為（0.1-2）:1:（1-10），

其中，所述的離子液體催化劑為對水穩(wěn)定、呈酸性的咪唑、吡啶類離子液體，

所述咪唑類陽離子的結(jié)構(gòu)如下所示：

其中，m為0～15的整數(shù)，n為1～10的整數(shù)，l為0～15的整數(shù)；R₁為C₁～C₁₀的烷基或者C₆～C₁₂的芳基，優(yōu)選地，R₁為C₁～C₆的烷基或者苯基(Ph)。

所述吡啶類陽離子的結(jié)構(gòu)如下所示：

其中，m為0～15的整數(shù)，n為1～10的整數(shù)，l為0～15的整數(shù)；R₁為C₁～C₁₀的烷基或者C₆～C₁₂的芳基，優(yōu)選R₁為C₁～C₆的烷基或者苯基(Ph)。

所述催化劑的陰離子部分選自CH₃PhSO₃^-、CF₃SO₃^-、HSO₄^-、SO₄^2-、HCOO^-、CH₃COO^-、CF₃COO^-、PO₄^3-、HPO₄^2-、H₂PO₄^-和N(CH₃SO₂)₂^-中。

所述離子液體的制備方法如下：