專利名稱：磺酸基功能化己內(nèi)酰胺酸性離子液體及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種化工產(chǎn)品及其制備技術(shù)，具體為一種磺酸基功能化己內(nèi)酰胺 Br (tnsted (布朗斯特酸)酸性離子液體及其制備方法。
背景技術(shù)：
室溫離子液體以其獨(dú)特的物理、化學(xué)性質(zhì)，如不揮發(fā)、不可燃、比較寬的液 態(tài)溫度范圍、可調(diào)的溶解性、可循環(huán)使用及優(yōu)良的電化學(xué)性質(zhì)，已被成功的用于有機(jī)合成、 電化學(xué)及材料科學(xué)等諸多領(lǐng)域。室溫下離子液體的各種性能取決于陰、陽離子的結(jié)構(gòu)。原 則上，可以根據(jù)要求設(shè)計(jì)室溫離子液體，通過改變陽離子以及陰離子的種類，能夠得到許多 室溫離子液體，因此室溫離子液體的品種繁多。Br (tnsted酸功能化離子液體具有取代工業(yè)酸催化材料的潛力，它具有無機(jī) 液體酸和固體酸的優(yōu)點(diǎn)不僅流動(dòng)性好，酸性密度高、酸強(qiáng)度分布均勻；而且熱穩(wěn)定性 高、沒有揮發(fā)性，可以重復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)它的酸性強(qiáng)度可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，從 而有利于催化機(jī)理的深入研究和催化劑的優(yōu)化(Duan ZY, Gu YL, et al. . Journal of molecular catalysis, Neutral ionic liquid [BMIm]BF4 promoted highly selective esterif ication of tertiary alcohols by acetic anhydride[J]. 2006,246 (2) 70-75.)。而離子液體的物理性質(zhì)與催化機(jī)理有著緊密的聯(lián)系。近些年國內(nèi)外關(guān)于離子液體的單個(gè)理化性質(zhì)，如熔點(diǎn)、密度、溶解性等研究較多。 N-甲基-3-丁基咪唑氟硼酸鹽室溫離子液體是應(yīng)用較多的一種離子液體，Duan研究了 18 個(gè)該類離子液體的相行為，并進(jìn)行熱重分析。熱重分析表明，18種離子液體在13(T320 C 失重3. 5%，但在32(Γ360 C均無失重，在36(Γ450 C逐步分解。N-甲基-3-丁基咪唑氟硼 酸鹽離子液體室溫可溶于水，但在0 C時(shí)在水中溶解度會(huì)下降而產(chǎn)生相分離現(xiàn)象。葉天旭 等(現(xiàn)代化工，烷基咪唑類室溫離子液體的合成及溶解性能研究[J]. 2003,23 :117-119.) 研究了雙烷基咪唑氟硼酸鹽室溫離子液體[R1R2LiJBF4的溶解性能，考察了含有不同碳原子 數(shù)的取代烷基咪唑氟硼酸鹽室溫離子液體與常用溶劑的互溶性。結(jié)果表明，N-甲基-3-甲 基咪唑氟硼酸鹽室溫離子液體能與水、甲醇、丙酮、氯仿等互溶，不溶于正庚烷、正己烷、環(huán) 己烷等烴類溶劑。劉秀梅(大連理工大學(xué)博士學(xué)位論文，SO3H-功能化離子液體的合成及催化性能的 研究.2008-6-1,49-50.)制備出一系列咪唑、吡啶及季銨鹽類磺酸功能化酸性離子液體， 并用Hammett指示劑與紫外聯(lián)用法測(cè)定其酸強(qiáng)度，酸函數(shù)值在1. 4(Tl. 60之間，顯示其具有 強(qiáng)酸性。另有Chen (USP0293954，2008.)報(bào)道了用Br Φ nsted酸性離子液體催化甲醛制備 三氧六環(huán)的合成工藝，此方法得到的產(chǎn)物三氧六環(huán)濃度高，副產(chǎn)物少，缺點(diǎn)是其中所研究的 離子液體多為基于咪唑、吡啶為陽離子等的酸性功能化離子液體，此類離子液體成本較高， 不利于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。錢德勝等人(精細(xì)化工中間體，己內(nèi)酰胺苯磺酸類離子液體的合 成及用于催化甲苯選擇性硝化反應(yīng)的研究[J].2007，37(l) :58-60)報(bào)道了己內(nèi)酰胺苯磺 酸類離子液體的合成。而目前關(guān)于磺酸基功能化己內(nèi)酰胺Br (tnsted酸性離子液體的制備
3未見報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種新型磺酸基功能化己 內(nèi)酰胺Br (tnsted酸性離子液體及其制備方法，該類型離子液體比咪唑、吡啶類離子液體 成本低，易降解，對(duì)環(huán)境更友好，有望代替?zhèn)鹘y(tǒng)的濃硫酸等強(qiáng)腐蝕性催化劑；制備方法具有 操作簡(jiǎn)單，產(chǎn)品收率高，易于工業(yè)化實(shí)施等特點(diǎn)。本發(fā)明解決所述離子液體技術(shù)問題的技術(shù)方案是，一種磺酸基功能化己內(nèi)酰胺 Br Φ nsted酸性離子液體，該離子液體具有以下結(jié)構(gòu)通式
權(quán)利要求
1.磺酸基功能化己內(nèi)酰胺酸性離子液體，其特征在于具有以下結(jié)構(gòu)通式 O
2.磺酸基功能化己內(nèi)酰胺酸性離子液體的制備方法，其特征在于其制備方法按照下述 步驟進(jìn)行(1)先將已內(nèi)酰胺溶于水，其濃度為5 10mol/L，再加入1，4-丁烷磺內(nèi)酯進(jìn)行反應(yīng)，其 中已內(nèi)酰胺與1，4_ 丁烷磺內(nèi)酯的摩爾比為1:1. 1，反應(yīng)溫度為25 (Γ80 C，反應(yīng)時(shí)間為 6 24h ；(2)加入HB酸及無水乙腈，回流反應(yīng)4飛h，將得到的液體蒸去溶劑，用甲苯洗滌，以除 去非離子殘余物，70 C真空干燥，得無色透明粘稠液體即為目的產(chǎn)物，其中所述的HB酸為 硫酸、甲苯磺酸、甲酸、磷酸或醋酸，其中已內(nèi)酰胺與HB酸的摩爾比為1 :1，其中已內(nèi)酰胺與 無水乙腈的摩爾比約為1 :8。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種化工產(chǎn)品及其制備技術(shù)，即磺酸基功能化己內(nèi)酰胺酸性離子液體及其制備方法。該離子液體具有以下結(jié)構(gòu)通式，其中B-選自以下陰離子硫酸氫根、對(duì)甲苯磺酸根、甲酸根、磷酸根、醋酸根。將濃度為5~10mol/L的已內(nèi)酰胺水溶液先與1，4-丁烷磺內(nèi)酯按摩爾比為11.1混合反應(yīng)，反應(yīng)溫度為25 C~80 C，反應(yīng)時(shí)間為6~24h；再與配對(duì)陰離子B-的共軛酸按摩爾比為11反應(yīng)4~6h而得到。本發(fā)明原料價(jià)格便宜易得，合成步驟簡(jiǎn)便，易于推廣使用?？筛鶕?jù)需要調(diào)節(jié)陰離子的種類，滿足不同的酸度，具有較強(qiáng)的可調(diào)性。合成的離子液體比咪唑、吡啶類離子液體易降解，對(duì)環(huán)境更加友好，可重復(fù)使用。
文檔編號(hào)C07D223/08GK102120728SQ20111000347
公開日2011年7月13日 申請(qǐng)日期2011年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月10日
發(fā)明者何明陽, 呂琳, 尹芳華, 陳群 申請(qǐng)人:常州大學(xué)