[發明專利]一種溫敏型酸性離子液體及其制備方法和在催化微晶纖維素水解中的用途

在審

• 申請號: 201810082919.8
• 申請日: 2018-01-29
• 公開（公告）號: CN108212212A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 牟新東;陳公哲;王喜成;劉曉然;劉秀云
• 申請（專利權）人: 中國科學院青島生物能源與過程研究所
• 主分類號: B01J31/02
• 分類號: B01J31/02;C07C51/00;C07C59/76;C07H1/00;C07H3/02
• 代理公司: 北京金信知識產權代理有限公司 11225
• 代理人: 張皓;黃威

1.一種溫敏型酸性離子液體，所述離子液體為季銨鹽與含氟酸性分子合成的酸性離子液體。

2.根據權利要求1所述的溫敏型酸性離子液體，其特征在于，所述離子液體中的季銨鹽選自膽堿、氯化膽堿、甜菜堿和十二烷基甜菜堿中的一種，優選為甜菜堿或十二烷基甜菜堿。

3.根據權利要求1所述的溫敏型酸性離子液體，其特征在于，所述離子液體中的含氟酸性分子選自四氟硼酸、三氟甲磺酸和雙三氟甲磺酸酰亞胺中的至少一種。

4.根據權利要求1所述的溫敏型酸性離子液體，其特征在于，所述離子液體在常溫下呈固態，投入水中即恢復液相狀態；當溫度高于60℃后離子液體即可完全溶于水中，與水形成均相催化體系，當溫度逐漸下降為常溫以下時，離子液體溶解度減小且從水中逐漸析出，重新恢復雙液相體系。

5.根據權利要求1至4中任意一項所述的溫敏型酸性離子液體的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：

(1)將季銨鹽與含氟酸性分子按照摩爾比為1:1加入投入水中，在30～80℃溫度下攪拌反應0.5～4h；

(2)將反應體系降至常溫通過真空旋轉蒸發除去水后即可得到固化的溫敏型酸性離子液體；

優選地，步驟(1)中所述季銨鹽選自膽堿、氯化膽堿、甜菜堿和十二烷基甜菜堿中的一種，更優選為甜菜堿或十二烷基甜菜堿；

優選地，步驟(1)中所述含氟酸性分子選自四氟硼酸、三氟甲磺酸和雙三氟甲磺酸酰亞胺中的一種。

6.根據權利要求5所述的溫敏型酸性離子液體的制備方法，其特征在于，步驟(1)中所述溫敏型酸性離子液體合成溫度為50～70℃，合成時間為1～2h；

優選地，步驟(2)中所述溫敏型酸性離子液體合成結束冷卻至室溫后，溫敏型酸性離子液體催化劑與水相分離形成雙液相結構，然后將水懸蒸除去后溫敏型酸性離子液體逐漸固化，然后將固化的溫敏型酸性離子液體在40℃真空條件下干燥12h，取出即可得到溫敏型酸性離子液體催化劑。

7.根據權利要求1至4中任意一項所述的溫敏型酸性離子液體在催化水解微晶纖維素中的用途。

8.一種采用根據權利要求1至4中任意一項所述的溫敏型酸性離子液體催化水解微晶纖維素的方法，所述方法包括以下步驟：

1)將質量比為0.5:1至8:1的溫敏型酸性離子液體與微晶纖維素共同投入水中，水與微晶纖維素的質量比為20:1至40:1，在反應器中130～200℃溫度下，反應3～24h；

2)反應結束后反應釜自然冷卻至室溫，使用濾紙將剩余的纖維素殘渣過濾分離，通過分液器將液相離子液體分離出來，得到離子液體相和水相，其中微晶纖維素的水解產物主要存在于水相中，少量水解產物存在于離子液體相中；

3)向離子液體相中加入少量新鮮去離子水，充分震蕩后用分液器繼續分離操作，多次洗滌分離后即可將離子液體中的水解產物洗滌干凈，回收的的離子液體可以重復使用；

4)將步驟3)中的洗滌液與步驟2)中的水相合并，對該水相中產物進行定量分析。

9.根據權利要求8所述的水解微晶纖維素的方法，其特征在于，優選地，步驟1)中所述離子液體催化劑與微晶纖維素質量比優選為2:1至6:1，更優選為1:1至6:1，更優選為1:1；

優選地，步驟1)中所述反應溫度優選為150～170℃，反應時間優選為6～12h；

優選地，步驟2)中所述分液器可以為分液漏斗。

10.根據權利要求8所述的水解微晶纖維素的方法，其特征在于，所述催化水解微晶纖維素的方法不采用其它無機酸或有機酸，不采用其它催化劑。