[發明專利]一種酸性離子液體用于催化壬烯和苯酚合成壬基酚的方法

在審

• 申請號: 201710416817.0
• 申請日: 2017-06-06
• 公開（公告）號: CN107162878A
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: 李為民;金天;黃偉;陳昶樂;姚超
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: C07C37/14
• 分類號: C07C37/14;C07C39/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及石油產品加工領域，尤其涉及一種酸性離子液體用于催化壬烯和苯酚合成壬基酚的方法。

背景技術

壬基酚(NP)，也稱為壬基苯酚，是石油化學工業和有機合成工業中的重要原料和中間體，外觀在常溫下為無色或淡黃色液體，略帶苯酚氣味，不溶于水，溶于丙酮。世界70％以上的壬基酚用于生產表面活性劑，其余用于生產樹脂和橡膠穩定劑、樹脂改性劑等。在表面活性劑方面，60％以上用于紡織工業，其它用于清洗劑和農藥乳化劑。

壬基酚的合成路線主要有兩條：苯酚與取代壬烷反應法和苯酚與烯烴直接縮合反應法。后者在工業上廣泛應用。苯酚與烯烴直接縮合反應法的反應中，壬基主要進入鄰、對位，但在活潑酸性催化劑作用下，鄰位轉換成對位。因此，產物中主要為對位壬基酚。資料報道，壬基的取代位置與壬烯的結構有關，以支鏈烯烴為原料時得到82％的對位壬基酚；以直鏈烯烴為原料時，得到62％的鄰位壬基酚。

目前主要采用活性白土法、三氟化硼法、對甲苯磺酸法和離子交換樹脂法等方法制備壬基酚，其中有的使用強酸作為催化劑。這些方法存在催化劑用量大，選擇性低，產品質量差，對設備腐蝕大，環境污染重等問題，因此亟待采用一種新型的催化劑，用于降低催化劑的用量、提高產品的選擇性及質量、降低催化溫度以節約能源，改善環境污染，提高壬基酚制備工業的整體水平。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：為了解決目前催化制備壬基酚存在的問題，本發明提供一種酸性離子液體用于催化壬烯和苯酚合成壬基酚的方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種酸性離子液體用于催化壬烯和苯酚合成壬基酚的方法，具體操作步驟包括：

在三口燒瓶中加入苯酚和酸性離子液體催化劑，攪拌加熱至85～130℃后滴加壬烯，滴加用時為6-8小時，滴加完畢后恒溫攪拌繼續反應1-4小時，冷卻至室溫以下后酸性離子液體催化劑凝固，最終分離產品與酸性離子液體催化劑，制得壬基酚混合物，從混合物中預分離出多余苯酚，再精餾，制得壬基酚。

作為優選，所述的酸性離子液體催化劑為N-甲基吡咯烷酮硫酸氫鹽、N-甲基吡咯烷酮磷酸三氫鹽或N-甲基吡咯烷酮對甲苯磺酸鹽，根據現有技術制備這3種酸性離子液體催化劑(常州大學趙強等，酸功能化離子液體催化合成聚縮醛二甲醚.[J]燃料化學學報.2014，42(4)：501～506.)，其結構式如下：

A：N-甲基吡咯烷酮硫酸氫鹽：

B：N-甲基吡咯烷酮磷酸三氫鹽：

C：N-甲基吡咯烷酮對甲苯磺酸鹽：

作為優選，苯酚、壬烯和酸性離子液體催化劑的質量比為0.75～2.25：1：0.005～0.03。

作為優選，滴加完畢后恒溫攪拌繼續反應溫度為85～130℃。

本發明的有益效果是，本方法具有轉化率高，壬基酚選擇性好，壬烯轉化率可達96％，壬基酚收率可達90％。相對于傳統制備方法，具有環保、對設備無腐蝕、催化劑用量小、反應速度快、產品質量高、產品與離子液體催化劑分離方便等優點。

具體實施方式

本發明下面將通過參考實施例進行更詳細的描述，但本發明的保護范圍并不受限于這些實施例。

實施例1：

取苯酚100g，壬烯50g，離子液體A1g，先將苯酚和離子液體加入燒瓶中，攪拌升溫至105℃，開始滴加壬烯，6h滴加完畢，繼續反應2h，靜置冷卻到室溫以下離子液體凝固，分離產品與離子液體，制得壬基酚混合物，從混合物中預分離出多余苯酚，再精餾，制得壬基酚。

性能測試：

采用色譜儀對壬基酚混合物成分進行分析，其中壬烯的質量百分比為1.33％，壬基酚的質量百分比為52.36％，壬基酚混合物總重為150g，那么反應后的壬烯質量為2g，實際生成的壬基酚質量為78.54g。

理論上生成的壬基酚質量＝壬烯摩爾質量*壬基酚分子量＝0.4*220.35g＝87.27g

壬烯轉化率＝(反應前壬烯質量-反應后壬烯質量)*100％/反應前壬烯質量＝(50-2)*100％/50＝96％

壬基酚選擇性＝實際生成的壬基酚質量*100％/理論上生成的壬基酚質量＝78.54*100％/87.27＝90％

將實施例1的離子液體再重復使用4次，反應條件不變，試驗結果見表1。

實施例2：