[發(fā)明專利]一種吡啶類離子液體酸性催化劑的制備方法及其應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011095524.5
• 申請(qǐng)日: 2020-10-14
• 公開（公告）號(hào): CN112174876A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高琦;許春棟;周甲丁;李為民
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇高科石化股份有限公司
• 主分類號(hào): C07D213/20
• 分類號(hào): C07D213/20;B01J31/02;C07C67/08;C07C69/58;C10M105/38
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 向文

本發(fā)明公開了一種吡啶類離子液體酸性催化劑的制備方法及其應(yīng)用，包括：加入DMF溶解1,3?丙磺酸內(nèi)酯，在攪拌條件下緩慢加入吡啶類物質(zhì)，在加熱、攪拌條件下反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，對(duì)反應(yīng)液減壓蒸餾除去甲醇，經(jīng)干燥，制得吡啶類離子液體中間體；將吡啶類離子液體中間體用蒸餾水溶解，加入三氟甲烷磺酸，在加熱、攪拌條件下反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，對(duì)反應(yīng)液減壓蒸餾除去水，制得吡啶類離子液體單體。本發(fā)明通過二步法合成一系列吡啶類離子液體酸性催化劑，用于催化合成季戊四醇四油酸酯，所需反應(yīng)條件溫和易于控制，吡啶類離子液體催化劑催化活性高，產(chǎn)物與吡啶類離子液體酸性催化劑可以離心或者沉降分離，后處理方便。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于潤滑油合成技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種吡啶類離子液體酸性催化劑的制備 方法以及將其作為催化劑催化季戊四醇與油酸酯化反應(yīng)制備季戊四醇油酸酯的應(yīng)用方法。

背景技術(shù)

潤滑油在使用過程中大約有50％通過揮發(fā)、泄漏等方式進(jìn)入環(huán)境，其中液壓油在使 用過程中的損失高達(dá)70％～80％，這些潤滑油95％以上來源于石油，而石油基潤滑油的生 物降解性很差，降解率只有10％～30％(Wagner H,Luther R,Mang T.Lubricant basefluids based on renewable raw materials:Their catalytic manufacture andmodification[J].Applied Catalysis A General,2001,221(s 1–2):429-442.)。另一方面，全球石油資源的日益匱乏， 導(dǎo)致了石油基潤滑油資源性短缺的緊張局面。因而，以來源廣泛的可再生資源為原料合 成環(huán)境可接受型潤滑油基礎(chǔ)油受到廣泛關(guān)注,具有很大的市場潛力。

季戊四醇油酸酯不僅滿足可再生和生物可降解這兩方面的要求，還具有石油基潤滑 油的優(yōu)越性能：具有較寬的液體范圍，較高的黏度指數(shù)，優(yōu)良的黏度性能和低溫性能；熱安定性好，熱分解溫度在340℃以上；分子結(jié)構(gòu)中含有較高活性的酯基基團(tuán)，易于吸 附在金屬表面形成牢固的潤滑油膜，具有較好的摩擦潤滑特性。

季戊四醇和油酸通過酯化反應(yīng)合成季戊四醇四油酸酯中，催化劑有著很重要的作用，對(duì)季戊四醇四油酸酯的轉(zhuǎn)化率、收率都有較大影響。目前，工業(yè)上的傳統(tǒng)合成方法 中采用以對(duì)甲苯磺酸為催化劑(廖德仲等，季戊四醇油酸酯的合成[J].湖南理工學(xué)院學(xué) 報(bào)(自然科學(xué)版),2007(01):77-79.)，由于對(duì)甲苯磺酸的強(qiáng)氧化性會(huì)導(dǎo)致該過程會(huì)產(chǎn)生磺化 和碳化聚合等副反應(yīng)發(fā)生，致使產(chǎn)品收率低、顏色深、反應(yīng)工藝的后處理復(fù)雜以及反應(yīng) 溫度較高(160～180℃)等缺點(diǎn)。李凱(李凱等，季戊四醇油酸酯的合成工藝[J].中國 油脂,2007,032(012):53-56.)等研究了在以對(duì)甲苯磺酸為催化劑的條件下，不需要脫色 劑直接酯化反應(yīng)得到了收率大于95％的高透明度的季戊四醇四油酸酯，但是作為催化劑 的對(duì)甲苯磺酸在反應(yīng)結(jié)束后難以與產(chǎn)品分離，后處理工藝復(fù)雜，同時(shí)對(duì)甲苯磺酸對(duì)設(shè)備 具有一定的腐蝕性且反應(yīng)溫度較高(160℃)。

梁金花(梁金花等，酸性功能化雙核離子液體制備及催化合成醋酸丁酯研 究[J].高?；瘜W(xué)工程學(xué)報(bào)(3):160-164.)等采用兩步法制備了四種陽離子相同，陰離子不 同的酸性雙核咪唑離子液體：雙-(3-甲基-1-咪唑)亞丁基二磷酸二氫鹽、雙-(3-甲基-1-咪唑)亞丁基二乙酸鹽、雙-(3-甲基-1-咪唑)亞丁基二草酸鹽、雙-(3-甲基-1-咪唑) 亞丁基二硫酸氫鹽，以乙酸與正丁醇為原料，離子液體作為催化劑催化合成乙酸正丁酯， 其中雙-(3-甲基-1-咪唑)亞丁基二硫酸氫鹽離子液體作為催化劑，催化劑用量為1.6 wt.％，90℃條件下反應(yīng)4h，選擇性接近99.9％，乙酸轉(zhuǎn)化率可達(dá)82％。但該酸性雙核咪 唑離子液體制備較為復(fù)雜，酯化反應(yīng)活性較低。

綜上所述，急需一個(gè)新型催化劑和技術(shù)來解決這些問題。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種吡啶類離子液體酸性催化劑 的制備方法以及將其作為催化劑催化季戊四醇與油酸酯化反應(yīng)制備季戊四醇油酸酯的應(yīng)用方法。