[發明專利]含酰胺基團的Br*nsted 酸性化合物及其制備方法和應用

無效

• 申請號: 201210344602.X
• 申請日: 2008-12-05
• 公開（公告）號: CN102898344A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 周曉海;徐飛;張海波
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: C07D207/448
• 分類號: C07D207/448;C07D207/404;B01J31/02;C07C67/08;C07C69/24;C07C69/14;C07C69/68;C07C69/56;C07C69/36;C07C69/40;C07C69/30;C07C69/618;C07C69/65
• 代理公司: 武漢凌達知識產權事務所(特殊普通合伙) 42221
• 代理人: 宋國榮

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本申請為申請號200810236684.X發明名稱含酰胺基團的Br?nsted?酸性化合物及其制備方法和應用（申請日2008.12.5）的專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及含酰胺基團的Br?nsted?酸性化合物及其制備方法，以及其在合成酯中的應用，屬于有機化學技術領域。

背景技術

有機羧酸酯在化工和醫藥方面是一種重要的產品和中間媒介，市場分析家指出，全球乙酸乙酯和乙酸丁酯市場在未來將保持良好的增長勢頭，特別是在美國，由于配制了不含大氣污染物的涂料，大大促進了酯工業的蓬勃發展。在涂料工業中，乙酸乙酯通常用來取代甲乙酮，而乙酸丁酯不僅可以用來取代甲乙酮(丁酮)?，除此之外它還可以代替異丁酮、二甲苯或甲苯。現有技術的酯化方法大多采用無機酸作為催化劑來實現。但需要使用大量的有機溶劑，并且反應后殘余的廢酸都會造成環境污染。

傳統合成酯類的方法是以羧酸或酸酐和醇類為原料，這是一個平衡反應，若用等摩爾的原料進行反應，達到平衡后，只有2/3?摩爾的羧酸和醇轉化為酯，為了提高酯的轉化率，通常采用過量的羧酸或醇，或者采用不斷地把產生的酯或水移走。這兩種方法目前都用濃硫酸作催化劑，該工藝是目前國內廣泛采用的生產工藝，盡管以濃硫酸為催化劑有價格低廉、活性高等優點，但該法并不理想，主要存在以下幾點不足:?(1)濃硫酸的氧化性、脫水性會導致一系列的副反應，如酯化、炭化、使副產物中含有硫酸酯、醚、不飽和化合物等，從而給產品的精制和原料的回收帶來了困難;?(2)濃硫酸具有強烈的腐蝕性，腐蝕設備;?(3)大量廢酸以及反應產生二氧化硫的排放會造成嚴重環境污染。因此更換酯化反應的催化劑，尋找新的合成酯的方法成為當今研究的熱點。由于酯化反應的原料酸和醇價廉易得，因而是合成酯的最常用的方法。但是，酯化反應是一個平衡，為了提高反應物的轉化率，往往通過加大某一種反應物的量，或除去反應體系中某種生成物(通常是水，有時也可以是酯)。另外，酯化反應的速度很慢，往往需要很長時間才能達到平衡。例如，在沒有催化劑的條件下，醋酸與甲醇等摩爾40?℃下反應49?天還不能達到平衡。

為了提高酯化反應的速度，人們發展了多種催化技術，包括物理催化、生物催化及化學方法催化等。相比而言，化學催化劑仍是酯化反應催化的主要手段。而濃硫酸、磷酸、對甲苯磺酸等無機酸由了其價格低廉、催化效率高，在工業和研究中被廣泛應用。但是，這些催化劑也會帶來副反應多、腐蝕設備、排放廢水造成污染等問題，國內外科技工作者一直在尋找新的高效的催化劑以取代這些無機酸催化劑，相繼開發了強酸性離子交換樹脂、沸石分子篩、路易斯酸、固體雜多酸和超強酸等。但是上述合成酯的方法所使用的催化劑合成復雜，而且仍然需要大量的有機試劑，且酯化反應的轉化率不高，后處理較繁鎖等。所以研究新型、高效、綠色的催化劑對加快國內酯工業發展有極其重要的現實意義。

本發明人發現一類含酰胺基團的Br?nsted酸性化合物。該化合物對水和空氣穩定，具有較強的酸性，可以取代無機酸應用于傳統的酸催化反應中，既可以作為催化劑，又可以作為反應介質，同時還可以作為萃取介質，具有廣闊的應用前景。

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發明內容

本發明的目的在于提供一類含酰胺基團的Br?nsted?酸性化合物及其制備方法和應用，所得化合物作為酯化反應的催化劑可以使酯化反應的轉化率和選擇性高、工藝簡單，而且對環境友好。

本發明通過以下方案解決這一技術問題:含酰胺基團的Br?nsted?酸性化合物，其化學結構式為:

?其中R為H?或含有1~2?個碳原子的烷基；?X^—代表Br?nsted?酸HX?的陰離子基團。

優選地，R獨立選自氫、甲基或乙基。