[发明专利]杂多酸离子液体作为催化剂在催化烯酸酯化反应中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及杂多酸离子液体作为催化剂在催化烯酸酯化反应中的应用，属于化工技术尤其是烯酸酯化反应领域。

背景技术

化学经过一百多年的发展为人类的进步做出了巨大的贡献。但是同时也使环境受到了很大的污染。“绿色化学”应运而生，它是指在制造和应用化学产品时应有效利用(最好可再生)原料，消除废物和避免使用有毒的和危险的试剂和溶剂。按照绿色化学的定义，化学化工中的所有方面应尽可能做到减少对人类健康的影响和环境的污染。

离子液体因绿色化学的兴起而成名。首先，离子液体有望替代大量使用的挥发性、毒性的传统有机溶剂。其次，催化剂是实现反应绿色化的重要手段，很多离子液体具有溶剂和催化剂的双重功能，且具有高的选择性、高催化活性，抑制副反应，反应时间短、反应条件较为温和、成为真正的环境友好的反应体系。因此，开发新的离子液体体系，解决某些化学工程绿色化中的基础化学问题，为离子液体作为溶剂或催化剂为内容的绿色化工过程奠定理论和实验基础是当前首要的任务。

离子液体具有很多优异的性质。例如：“零”蒸汽压；高的热稳定性；可设计性；高效专一的催化性能等。其中“零”蒸汽压和高热稳定性使得离子液体有望替代传统有毒易挥发的有机溶剂，是一类名副其实的绿色化学溶剂。离子液体往往既作为溶剂又作为催化剂，其高效、专一的催化性能，引起了化工工作者的极大兴趣，为实现化工过程中的高效绿色化展开了一条光明之道。

离子液体的可设计性，为设计离子液体的特定溶解性、催化性、选择性和实现化学化工的绿色化提供了广阔的思路。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种使用离子液体作为催化剂来催化烯酸酯化反应的方法。

为达到解决上述现有技术中的问题，本发明采用的技术方案是：

杂多酸离子液体作为催化剂在催化烯酸酯化反应中的应用，以摩尔比例计，反应体系为n(烯)∶n(酸)∶n(杂多酸离子液体催化剂)∶n(室温离子液体溶剂)＝0.5～3∶1～6∶0.01～0.2∶0～0.2，反应温度25-240℃，反应时间1-24h。

所述的应用，所述杂多酸离子液体催化剂为：1-(3-磺酸基)丙基-3-甲基咪唑磷钨杂多酸盐([PSMIM]₃PW₁₂O₄₀)、1-(3-磺酸基)丙基吡啶磷钨杂多酸盐([PSPy]₃PW₁₂O₄₀)、1-(3-磺酸基)丙基-4-甲基吡啶磷钨杂多酸盐([PSMPy]₃PW₁₂O₄₀)、1-(3-磺酸基)丁基-3-甲基咪唑磷钨杂多酸盐([BSMIM]₃PW₁₂O₄₀)、1-(3-磺酸基)丁基吡啶磷钨杂多酸盐([BSPy]₃PMO₁₂O₄₀)和1-(3-磺酸基)丁基-4-甲基吡啶磷钨杂多酸盐([BSMPy]₃PW₁₂O₄₀)以及相应的磷钼杂多酸盐和硅钨杂多酸盐。优选为[PSMIM]₃PW₁₂O₄₀。

所述的应用，反应体系中，还加入作为溶剂的室温离子液体[X]⁺Y^-：X可为1-烷基-3甲基咪唑、1-烷基吡啶或1-烷基-4甲基吡啶等阳离子，Y可为六氟磷酸、四氟硼酸、溴、氯等阴离子。优选为[BMIM]PF₆或[BMIM]Br离子液体。由[BMIM]PF₆或[BMIM]Br离子液体和[PSMIM]₃PW₁₂O₄₀组成双离子液体。该双离子液体有着很高的收率，并且多次重复使用转化率无明显变化。