專利名稱：一種制備縮醛或縮酮方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備縮醛或縮酮的方法。
背景技術(shù)：
室溫離子液體系指在室溫或近于室溫情況下以陰陽(yáng)離子為主體的熔鹽體系，它們具有熱穩(wěn)定性好，液態(tài)溫度范圍寬，蒸汽壓低，可在較高溫度下工作，對(duì)多種有機(jī)無機(jī)材料都有良好的溶解能力，而組成室溫離子液體的離子基本不存在配位能力等特點(diǎn)。室溫離子液體作為質(zhì)子惰性介質(zhì)，不含水，不存在水化，水解，析氫等問題，避免了高溫熔鹽的弊端，也不象有機(jī)溶劑那樣易燃和導(dǎo)電性差。80年代早期英國(guó)BP公司和法國(guó)的IFP等研究機(jī)構(gòu)，開始探索室溫離子液體作為溶劑與催化劑的可能性。同時(shí)，由于離子液體本身具有很強(qiáng)的可設(shè)計(jì)性，這就使得我們可以根據(jù)不同的反應(yīng)設(shè)計(jì)不同的離子液體催化劑體系。
醇與醛反應(yīng)制縮醛或縮酮是有機(jī)合成中的一個(gè)重要過程，在有機(jī)合成中作為羰基保護(hù)的方法具有廣泛的用途。與此同時(shí)，縮醛或縮酮作為反應(yīng)中間體在合成光學(xué)純藥物、農(nóng)藥、香料等方面的用途引起了人們的廣泛重視。在以往的研究中，各種質(zhì)子酸、路易斯酸被廣泛的用做縮醛或縮酮反應(yīng)的催化劑。由于這一類催化劑存在對(duì)設(shè)備腐蝕、環(huán)境污染嚴(yán)重且分離回收、重復(fù)使用困難等問題，如何研究環(huán)境友好，可以重復(fù)使用的縮醛或縮酮催化劑便成為人們研究的重點(diǎn)。近來，各種過渡金屬和貴金屬的配合物開始被用做縮醛或縮酮反應(yīng)的催化劑并取得了不錯(cuò)的結(jié)果。但是，貴金屬配合物催化劑體系比較昂貴且容易發(fā)生分解，其重復(fù)使用十分困難。從已有的文獻(xiàn)報(bào)道來看，縮醛或縮酮反應(yīng)要求催化劑具有合適的酸堿位置和結(jié)構(gòu)，這就使得我們可以根據(jù)縮醛或縮酮反應(yīng)的要求合成新的、高效的、環(huán)境友好的縮醛或縮酮催化劑。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種制備縮醛或縮酮的方法。
一種制備縮醛或縮酮的方法，該方法使用酸功能的離子液體為催化劑催化醛或酮和醇反應(yīng)制備相應(yīng)的縮醛或縮酮。
本發(fā)明所用酸功能離子液體為咪唑鹽或吡啶鹽，其中咪唑鹽陽(yáng)離子結(jié)構(gòu)式為 吡啶鹽陽(yáng)離子結(jié)構(gòu)式為 其中a為0-15之間的整數(shù)，b為0-15之間的整數(shù)；咪唑鹽或吡啶鹽的陰離子為氯、溴、碘、氟硼酸根、氟磷酸根、三氟醋酸根、醋酸根和三氟甲磺酸根中的一種。
本發(fā)明所用醛或酮的結(jié)構(gòu)式為 本發(fā)明所用醇的結(jié)構(gòu)式為 其中c為0-14之間的整數(shù)，d為0到14之間的整數(shù)。
本發(fā)明所用醛或酮與醇的摩爾比為1∶2-1∶10。
本發(fā)明所述方法，其特征在于醛或酮與離子液體的體積比為100∶1-1∶1。
本發(fā)明所述方法，其特征在于該反應(yīng)的反應(yīng)溫度為0℃-50℃。
本發(fā)明所述方法，其特征在于該反應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間為0.2-3小時(shí)。
本發(fā)明所用的離子液體的制備方法，可參見文獻(xiàn)(P.Bonhte，A.P.Dias，N.Papageorgiou，et al Inorg.Chem.1996，35，1168及P.A.Z.Suarez，J.E.L.Dulius，S.Einloft，et al Polyhedron 1996，15，1217)。
本發(fā)明與傳統(tǒng)催化劑和反應(yīng)工藝比較具有以下優(yōu)點(diǎn)1.離子液體同時(shí)作為反應(yīng)介質(zhì)和催化劑2.催化劑體系簡(jiǎn)單，除離子液體外不加入其它溶劑和催化劑；3.反應(yīng)操作簡(jiǎn)單易行；4.分離簡(jiǎn)單、純度高；5.離子液體可以循環(huán)使用。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1-4將2ml丁醛、5ml異戊醇和1ml氯化1-乙酸基-3丁基-咪唑離子液體加入到25ml的圓底燒瓶中。于15℃攪拌1.5小時(shí)。然后分析其轉(zhuǎn)化率、選擇性和收率(實(shí)施例13)。離子液體重復(fù)使用3次(實(shí)施例14-16)。
表1 離子液體催化丁醛與異戊醇反應(yīng)制丁醛縮2-異戊醇
實(shí)施例5將2ml丁醛、5ml異戊醇和1ml氯化1-乙酸基-3-癸基-咪唑離子液體加入到25ml的圓底燒瓶中。于15℃攪拌2小時(shí)。分析得轉(zhuǎn)化率83％，選擇性98％，收率77％。
實(shí)施例6將2ml丁醛、8ml異戊醇和1ml三氟醋酸-1-乙酸基-3-丁基咪唑離子液體加入到25ml的圓底燒瓶中。于25℃攪拌2小時(shí)。分析得轉(zhuǎn)化率95％，選擇性98％，收率93％。
實(shí)施例7將1ml辛醛、5ml甲醇和1ml三氟醋酸-1-乙酸基-3-丁基咪唑離子液體加入到25ml的圓底燒瓶中。于25℃攪拌2小時(shí)。分析得轉(zhuǎn)化率73％，選擇性98％，收率68％。
實(shí)施例8將2ml丙醛、5ml正十二醇和2ml氟硼酸1-乙酸基-3-丁基-咪唑離子液體加入到25ml的圓底燒瓶中。于20℃攪拌3小時(shí)。分析得轉(zhuǎn)化率63％，選擇性89％，收率65％。
實(shí)施例9將1ml環(huán)己酮、5ml己醇和1ml氟硼酸-1，3-二乙酸基咪唑離子液體加入到25ml的圓底燒瓶中。于25℃攪拌2小時(shí)。分析得轉(zhuǎn)化率73％，選擇性98％，收率68％。
實(shí)施例10將2ml苯甲醛、6ml異戊醇和2ml三氟甲磺酸1-乙酸基-3-丁基-咪唑離子液體加入到25ml的圓底燒瓶中。于30℃攪拌3小時(shí)。分析得轉(zhuǎn)化率46％，選擇性97％，收率49％。
實(shí)施例11將2ml二苯基酮、6ml乙醇和2ml三氟甲磺酸1-乙酸基-3-丁基-咪唑離子液體加入到25ml的圓底燒瓶中。于30℃攪拌3小時(shí)。分析得轉(zhuǎn)化率89％，選擇性97％，收率87％。
實(shí)施例12將2ml苯乙酮、6ml苯甲醇和1ml三氟甲磺酸1-磺酸基-3-丁基-咪唑離子液體加入到25ml的圓底燒瓶中。于40℃攪拌2小時(shí)。分析得轉(zhuǎn)化率91％，選擇性99％，收率86％。
實(shí)施例13將2ml苯甲醛、8ml叔丁醇和1ml三氟甲磺酸1-磺酸基-3-丁基-咪唑離子液體加入到25ml的圓底燒瓶中。于15℃攪拌1小時(shí)。分析得轉(zhuǎn)化率79％，選擇性99％，收率71％。
權(quán)利要求
1.一種制備縮醛和縮酮的方法，其特征在于使用酸功能的離子液體為催化劑催化醛或酮和醇反應(yīng)制備相應(yīng)的縮醛或縮酮；其中酸功能離子液體為咪唑鹽和吡啶鹽，咪唑鹽陽(yáng)離子的結(jié)構(gòu)式為 吡啶鹽陽(yáng)離子的結(jié)構(gòu)式為 其中a為0-15之間的整數(shù)，b為0-15之間的整數(shù)；咪唑鹽和吡啶鹽的陰離子為氯、溴、碘、氟硼酸根、氟磷酸根、三氟醋酸根、醋酸根和三氟甲磺酸根中的一種。
2.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于所用醛或酮的結(jié)構(gòu)式為
3.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于所用的醇的結(jié)構(gòu)式為 其中c為0-14之間的整數(shù)，d為0到14之間的整數(shù)。
4.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于所用醛或酮與醇的摩爾比為1∶2-1∶10。
5.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于醛或酮與離子液體的體積比為100∶1-1∶1。
6.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于反應(yīng)溫度為0℃-50℃。
7.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于反應(yīng)時(shí)間為0.2-3小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制備縮醛或縮酮的方法。該方法使用酸功能的離子液體為催化劑催化醛或酮和醇反應(yīng)制備相應(yīng)的縮醛或縮酮。該功能化離子液體同時(shí)作為反應(yīng)介質(zhì)和催化劑，催化醛與醇應(yīng)合成縮醛或縮酮。該方法的主要特點(diǎn)是反應(yīng)活性高，操作簡(jiǎn)便，產(chǎn)物分離和離子液體回收容易，且可重復(fù)使用。
文檔編號(hào)C07C41/50GK1600768SQ0315965
公開日2005年3月30日 申請(qǐng)日期2003年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月25日
發(fā)明者鄧友全, 李冬梅, 石峰, 郭術(shù) 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所