[发明专利]一种双功能化碱性离子液体催化剂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种双功能化碱性离子液体催化剂及其制备方法与应用。所述双功能化碱性离子液体催化剂具有下式所示的结构：其中，n选自1～6中的任一整数；并且X为Cl、OH、BF₄、OAc、N(CN)₂或Im中的任意一种。本发明提供的双功能化碱性离子液体纯度高、碱性强，同时具有很好的溶解性，可以循环使用，同时具有双功能基团，可作为催化剂应用于羧环化反应或Knoevenagel缩合反应，且展现出优异的催化性能。

技术领域

本发明涉及一种催化剂及其制备方法，特别涉及一种双环胍基和羟基共修饰的双功能化离子液体催化剂及其制备方法与应用，属催化剂及其制备技术领域。

背景技术

1,5,7-三氮杂双环[4.4.0]-癸-5-烯(缩写：TBD)属于一种双环胍类有机碱，在众多有机合成反应中显示了优秀的催化性能。但是TBD属均相碱催化剂，不能重复使用，使其应用受到限制。目前，通过有机或无机载体固载TBD在一定程度上解决了均相催化剂的循环使用问题，但是固载化使碱性减弱，同时受传质影响反应速率变慢。如Brunel课题组通过硅烷化将TBD修饰于硅胶表面得到固载化的碱性催化剂MTS-TBD，可用于催化丙酸乙酯的酯交换反应(D.Brunel,Functionalized micelle-templated silicas(MTS)and their use ascatalysts for fine chemicals,Microporous Mesoporous Mater.,1999,27,329–344)；Meloni等以介孔分子筛SBA-15为载体，采用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷将TBD固载到SBA-15的表面上，制备了有机无机杂化固体碱TBD/SBA催化剂，用于催化大豆油酯交换反应(D.Meloni,R.Monaci,Z.Zedde,M.G.Cutrufello,S.Fiorilli,I.Ferino,Transesterification of soybean oil on guanidine base-functionalized SBA-15catalysts,Appl.,Catal.,B:Environ.,2011,102,505-514)。

目前通过有机或无机载体固载TBD碱性减弱，催化效果下降，为获得与均相催化剂相接近的催化效果，常常需要延长反应时间，升高反应温度。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种双功能化碱性离子液体催化剂，特别是提供一种双环胍基和羟基共修饰的双功能化碱性离子液体催化剂。

本发明的另一目的在于提供一种制备所述双功能化碱性离子液体催化剂的方法。

本发明的又一目的在于提供一种所述双功能化碱性离子液体催化剂的应用。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明的一些实施例中提供了一种双功能化碱性离子液体催化剂，其包含具有如式(I)所示结构的化合物：

其中，n选自1～6中的任一整数；并且X为Cl、OH、BF4、OAc、N(CN)₂或Im中的任意一种。

在一些实施中，所述催化剂具有如式(I)所示结构的化合物包括但不限于下述化合物中的任意一种：

本发明的一些实施例中还提供一种制备所述双功能化碱性离子液体催化剂的制备方法，包括：

(1)保护性气氛下，将摩尔比为1:1～2的环氧氯丙烷与N-烷基咪唑在有机溶剂中混合，室温下搅拌2～4h，升温至50～80℃反应10～14h，得到反应混合液α，经后处理得到中间产物A；