[发明专利]一类杂多酸酸性离子液体及其在酯交换反应中的应用

权利要求书

1.杂多酸酸性离子液体，其特征在于：由杂多酸及酸性离子液体结合制成，所选杂多酸为磷钼钒杂多酸，为以下三种类型之一：H₄PMo₁₁VO₄₀，H₅PMo₁₀V₂O₄₀，H₆PMo₉V₃O₄₀；所选酸性离子液体为[Hmim]HSO₄。

2.根据权利要求1所述的杂多酸酸性离子液体，其特征在于：是通过以下方法制备得到的：

(一)酸性离子液体的制备

取8.2g的N-甲基咪唑，加入三孔瓶中，置于冰水浴中冷却至0～5℃，在剧烈的搅拌下，于30min内用胶头滴管加入10～12g的98％的浓硫酸和10mLH₂O，室温继续搅拌2～4h；反应后，混合液在75℃的条件下旋转蒸发除去多余的水分，得到目标产物[Hmim]HSO₄；

(二)杂多酸的合成

杂多酸为磷钼钒杂多酸，为以下三种类型之一：H₄PMo₁₁VO₄₀，H₅PMo₁₀V₂O₄₀，H₆PMo₉V₃O₄₀；其中，H₄PMo₁₁VO₄₀的合成方法如下：

(1)将3.58gNa₂HPO₄·12H₂O放入含有50mL蒸馏水的烧杯中，同时将26.65gNa₂MoO₄·2H₂O放入含有60mL蒸馏水的烧杯中；将两种溶液混合后，加热直到溶液沸腾，并持续半小时，得反应后溶液；

(2)将0.91gV₂O₅加入浓度为0.5～2mol/L的10mL碳酸钠溶液中；

(3)将步骤(2)配制的溶液加入步骤(1)的反应后溶液中，加入过程中不停地搅拌，设置反应温度为70～100℃，反应半小时后停止加热，加入硫酸溶液直至溶液的pH＝2.0，搅拌下冷却至室温，得混合溶液；

(4)将50mL乙醚加入步骤(3)的混合溶液中，搅拌均匀，然后，加入混合溶液1/5～1/4体积的1:1的H₂SO₄溶液，并持续搅拌5～10分钟，停止搅拌后5分钟内可以看到溶液分为3层，取中层物，旋转蒸发除掉乙醚，加入水，放在干燥箱内，当杂多酸晶体析出后，再次结晶烘干，即可得产品H₄PMo₁₁VO₄₀；

H₅PMo₁₀V₂O₄₀的合成方法如下：

(1)将3.58gNa₂HPO₄·12H₂O放入含有50mL蒸馏水的烧杯中，同时将24.20gNa₂MoO₄·2H₂O放入含有60mL蒸馏水的烧杯中；将两种溶液混合后，加热直到溶液沸腾，并持续半小时，得反应后溶液；

(2)将2.28gV₂O₅加入浓度为0.5～2mol/L的10mL碳酸钠溶液中；

(3)将步骤(2)配制的溶液加入步骤(1)的反应后溶液中，加入过程中不停地搅拌，设置反应温度为70～100℃，反应半小时后停止加热，加入H₂SO₄溶液直至溶液的pH＝2.0，搅拌下冷却至室温，得混合溶液；

(4)将50mL乙醚加入步骤(3)的混合溶液中，搅拌均匀，然后，加入混合溶液1/5～1/4体积的1:1的H₂SO₄溶液，并持续搅拌5～10分钟，停止搅拌后5分钟内可以看到溶液分为3层，取中层物，旋转蒸发除掉乙醚，加入水，放在干燥箱内，当杂多酸晶体析出后，再次结晶烘干，即可得产品H₅PMo₁₀V₂O₄₀；

H₆PMo₉V₃O₄₀成方法如下：

(1)将3.58gNa₂HPO₄·12H₂O放入含有50mL蒸馏水的烧杯中，同时将21.80gNa₂MoO₄·2H₂O放入含有60mL蒸馏水的烧杯中；将两种溶液混合后，加热直到溶液沸腾，并持续半小时，得反应后溶液；

(2)将3.20gV₂O₅加入浓度为0.5～2mol/L的10mL碳酸钠溶液中；

(3)将步骤(2)配制的溶液加入步骤(1)的反应后溶液中，加入过程中不停地搅拌，设置反应温度为70～100℃，反应半小时后停止加热，加入H₂SO₄溶液直至溶液的pH＝2.0，搅拌下冷却至室温，得混合溶液；

(4)将50mL乙醚加入步骤(3)的混合溶液中，搅拌均匀，然后，加入混合溶液1/5～1/4体积的1:1的H₂SO₄溶液，并持续搅拌5～10分钟，停止搅拌后5分钟内可以看到溶液分为3层，取底层物，旋转蒸发除掉乙醚，加入水，放在干燥箱内，当杂多酸晶体析出后，再次结晶烘干，即可得产品H₆PMo₉V₃O₄₀；

(三)杂多酸酸性离子液体的合成

取离子液体[Hmim]HSO₄，加入杂多酸，加入乙醇作为溶剂，在50～80℃的条件下以乙醇为溶剂反应15～30小时；反应结束后，静置，产物分为两层，去除下层物，上层物在真空干燥器中烘干，即得杂多酸酸性离子液体。