[發明專利]離子液體?溶劑配合物，其制備方法及應用

在審

• 申請號: 201580037949.1
• 申請日: 2015-07-10
• 公開（公告）號: CN106660028A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 帕拉蘇維拉·烏帕拉;維韋克·拉耶;帕萬庫馬爾·阿杜里;維布胡第·杜克漢德
• 申請（專利權）人: 瑞來斯實業公司
• 主分類號: B01J31/02
• 分類號: B01J31/02
• 代理公司: 北京金信知識產權代理有限公司11225
• 代理人: 張皓,李海明

技術領域

本公開涉及有機化學領域。尤其是，本公開涉及離子液體-溶劑配合物。

本公開還涉及離子液體-溶劑配合物的制備及其應用，而不限于其在化學和生物反應，蓄電池或電池，處理污染的水，凈化氣體和作為催化劑、溶劑等方面的應用。并且，本公開還涉及使用所述離子液體-溶劑配合物生產線性烷基苯(LAB)。

背景技術

鹽是由酸和堿的中和反應產生的離子化合物。它們由相關數量的陽離子(帶正電荷的離子)和陰離子(帶負電荷的離子)組成，使得產物是電中性的(沒有凈電荷)。這些組分離子可以是無機的或有機的，并且鹽作為整體可以是單原子的或多原子的。鹽可以是固體形式或液體形式，并且液體狀態的鹽被稱為離子液體。

離子液體是完全由離子或陽離子和陰離子的組合組成的液體。所謂的“低溫”離子液體通常是具有小于100℃，通常甚至低于室溫的熔點的有機鹽。離子液體適合作為例如烷基化和聚合反應以及二聚、低聚、乙酰化、復分解和共聚反應中的催化劑和溶劑。

通常，這些反應使用現有技術中可用的各種催化劑進行。例如：作為用于制造洗滌劑的非常重要的原料的烷基苯是通過經由苯與烯烴反應產生烷基苯的方法的苯的烷基化制備的。烷基化條件包括在均相或非均相烷基化催化劑(如氯化鋁、三氟化硼、硫酸、氫氟酸、磷酸和沸石催化劑)的存在下和高溫。

用于這種烷基化反應的大多數商業設備使用氟化氫(HF)作為酸催化劑。然而，基于HF的方法在安全性、毒性、揮發性、腐蝕性、廢物處理和麻煩的酸回收及其純化方面存在操作問題。最近已經開發了例如UOP Detal的固體酸催化劑來代替HF。但是這種固體酸催化劑技術不能被改進用于在基于HF的技術制造設備中。在現有技術中探索的用于制備線性烷基苯的HF的替代物是離子液體。

就組合物而言，所報道的一類離子液體是熔融鹽組合物，其在低溫下熔融并且可用作催化劑、溶劑和電解質。這樣的組合物是在低于組分的個體熔點的溫度下為液體的組分的混合物。

離子液體可以定義為其組成完全包含作為陽離子和陰離子的組合的離子的液體。最常見的離子液體是由基于有機的陽離子和無機或有機陰離子制備的那些。最常見的有機陽離子是銨陽離子，但是也經常使用鏻陽離子和锍陽離子。吡啶鎓和咪唑鎓的離子液體或許是最常用的陽離子。陰離子包括但不限于BF^4-、PF6-、鹵鋁酸鹽(如Al2Cl7-和Al2Br7—)、[(CF3SO2)2N)]-、烷基硫酸根(RSO3-)、羧酸根(RCO2-)和許多其它的。最具催化性的離子液體是源自鹵化銨和路易斯酸(例如AlCl₃、TiCl₄、SnCl₄、FeCl₃等)的那些。氯鋁酸鹽離子液體也許是最常用的離子液體催化劑體系。

WO/2011/064556公開了通過使1摩爾的AlX3(其中，X可以是Cl、Br、F)與1或2摩爾的R¹-C(O)-N(R²)(R³)(其中，R1至R3可以是烷基、芳基或取代的烷基和芳基)接觸而形成具有高達100℃的凝固點的混合物。該混合物可用于混合物的電還原以產生金屬鋁。它還公開了AlX3與3摩爾的酰胺形成固體。然而，其并不暗示該配合物與AlX3的進一步反應。并且，該混合物有時需要加熱以形成具有高達100℃的凝固點的良好混合物。

US 8,518,298公開了凝固點高達50℃的混合物的形成，其中，所述混合物通過以下物質之間的反應形成：(A)1摩爾當量的式I(Mn+)(X-)n I的鹽或其水合物；和(B)1至8摩爾當量的配合劑，其包含一種或多種不帶電荷的有機化合物，每種化合物具有(i)能夠與陰離子X-形成氫鍵的氫原子；和(ii)選自O、S、N和P中且能夠與金屬離子Mn+形成配位鍵的雜原子，其中，所述反應在不存在外部溶劑下進行。其中，M是選自Mg、Ca、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、In、Sn、Ti、Pb、Cd、Hg和Y中的金屬元素，并且X是選自鹵離子、硝酸根和乙酸根中的一種或多種單價陰離子。A:B的比例在1:8內變化。然而，沒有公開關于加合物與(Mn+)(X-)n的進一步反應。

由大的有機陽離子和可配位到金屬離子的陰離子形成的離子液體是本領域已知的。并且，通過加熱加入到路易斯堿中的路易斯酸以形成加合物/離子液體是本領域熟知的。