[发明专利]一种负载离子液体的制备及其在催化醇酸酯化中的应用

说明书

技术领域

本发明属于有机化学反应方法，具体涉及一种负载离子液体的制备及其使用负载离子液体进行催化醇酸酯化方法。

背景技术

酯类化合物具有广泛的工业用途，传统的醇酸酯化反应通常使用浓硫酸等强腐蚀性的质子酸作催化剂，存在着废酸污染环境、产物与催化剂难以分离，产物有色及腐蚀设备等问题。很明显，社会对环境友好又有经济效益的新型醇酸酯化方法需求迫切。离子液体是近年来倍受关注的新材料，具有稳定性好，不挥发，溶解性和酸性可调等优点。邓友全(CN1247856)用烷基吡啶，嘧唑等含氮杂化合物与金属或非金属卤化物构成的室温下呈液化状态的离子液体作为醇与酸进行酯化的催化剂和溶剂，实现了醇酸酯化反应；何鸣元(CN1405140)等用离子液体[Hmim]BF4为催化剂和溶剂，实现了醇与酸的酯化。张锁江等(200310123485)用离子液体作为催化剂，离子液体的形式为：A#+[+]B#+[-]，其中A为烷基吡啶、咪唑等含氮化合物，B为单纯的卤族元素氟、氯、溴等，较好地实现了醇酸酯化。

负载离子液体可以将液态的离子液体固载化，有利于在完成反应后的物质分离。田小宁，乔聪震，张金昌，李成岳.负载离子液体合成十二烷基苯.石油化工，2004，33(8)：714-716.用硅胶(SiO₂)负载氯铝酸盐室温离子液体[BMIM]Cl-AlCl₃，制得不同的负载离子液体催化剂用于合成十二烷基苯；林棋，付海燕，袁茂林等.负载离子液体纳米钯催化芳卤羰化反应.物理化学学报，2006，22(10)：1272-1276.将[bmim][CH₃C₆H₄SO₃]、[bmim]BF₄、[bmim]PF₆等以及Pd(OAc)，加入所需预先处理过的载体硅胶或活性炭，继续搅拌4 h，减压除去溶剂，60℃真空干燥24h，得到负载型催化剂，用于催化芳卤碳化反应获得了成功；Anders Riisager，BetinaJrgensen，Peter Wasserscheid et al.First application of supported ionic liquid phase(SILP)catalysis for continuous methanol carbonylation.Chem.Commun.，2006，994-996.用[BMIM][Rh(CO)₂I₂]-[BMIM]I-SiO₂催化剂进行了固定床甲醇酰基化反应；Christian P.Mehnert，Edmund J.Mozeleskib and Raymond A.Cook.Supported ionic liquid catalysis investigated forhydrogenation reactions.Chem.Commun.，2002，3010-3011.用硅胶负载离子液体[bmim][PF₆]的铑催化剂进行了烯烃的还原反应，获得了较好的收率。负载离子液体在这些有机合成方面的成功应用，使我们受到了启发，我们尝试将所合成的质子型离子液体进行负载，实现离子液体固载化，应用于酯化反应。

发明内容

本发明的目的之一是用负载离子液体取代传统醇酸反应合成酯的无机酸催化剂，实现温和反应条件下的高效、环境友好的醇酸酯化。

本发明的目的之二是负载离子液体的制备。

本发明通过以下方案实现：

本发明应用负载离子液体进行催化醇酸酯化的方法，用负载离子液体作催化剂，其载体是硅胶，所负载的离子液体带有质子，其通式是A#+[+]B#+[-]，A#+[+]选自以下阳离子：1-烷基-3-甲基咪唑阳离子、1-烷基磺酸基-3-甲基咪唑阳离子、1-烷基-2-吡咯烷酮阳离子、1-烷基磺酸基-2-吡咯烷酮阳离子；B#+[-]选自以下阴离子：氯、溴、碘、醋酸根、硫酸根、硫酸氢根、磷酸根、磷酸氢根、磷酸二氢根、硝酸根、四氟硼酸根、对甲苯磺酸根、甲磺酸根、三氟甲磺酸根。

上述所涉及的离子液体至少带有一个容易释放的质子，是一种质子酸。

本发明的负载离子液体采用浸渍法和溶胶凝胶法制备，所得负载离子液体的离子液体负载量在0.3％～46％之间。

1.浸渍法制备硅胶负载离子液体