專利名稱：SO₃H-功能化離子液體作為合成2-乙酰噻吩催化劑的應用的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于精細化工技術領域，涉及到2-乙酰噻吩的制備，特別涉及SO3H-功能化離子液體作為催化劑，添加非功能化離子液體為助劑用于合成2-乙酰噻吩的應用。
背景技術：
2-乙酰噻吩是重要的高附加值有機合成中間體，在醫(yī)藥和農藥領域有著廣泛的應用。例如制備2-噻吩乙酸、2-噻吩乙酰氯、2-噻吩甲酸、2-噻吩甲酰氯、2-噻吩乙醛酸等多種噻吩衍生物。2-乙酰噻吩的制備通常是以噻吩為起始原料在無機液體酸或礦物酸等催化下與乙酸酐或乙酰氯反應制得。這些傳統(tǒng)方法通常帶來很多弊端，如催化劑毒性較高，腐蝕性較強，催化劑不易回收使用，三廢量較大。為了 改善克服上述缺點，固體酸催化劑 SnTf (18)-UVM-7 (Top Catal (2009) 52 :571578)、β eta-沸石 HBEA (J. Mol. Catal. A Chem. 305 (2009) :100 103)、Cs2.5HQ. 5PW1204(l (高?；瘜W工程學報，2008，22 (I) :28_133)、負載型磷鎢酸和H-ZSM-5 (CN1954913)等紛紛被用于催化制備2-乙酰噻吩，并取得了較好的產物選擇性和收率，但仍存在一些問題催化劑制備過程復雜且成本較高、反應所需溫度較高且反應過程中多使用了有刺激性和揮發(fā)性的有機溶劑，如乙腈等，這類溶劑存在一定毒性，對環(huán)境也有一定的危害，不宜實現(xiàn)工業(yè)化規(guī)模生產，限制了其利用性。因此，目前工業(yè)上仍采用傳統(tǒng)的液體酸催化法通過Friedel Crafts?；磻苽?_乙酰噻吩,該工藝存在嚴重的環(huán)境污染問題，完全違背了了國際上倡導的“綠色化學”的發(fā)展方向和使命，因此開發(fā)一條2-乙酰噻吩的綠色生產工藝迫在眉睫。離子液體由于具有溶解性能好、低蒸氣壓、較高的熱穩(wěn)定性等優(yōu)點，作為一類新型綠色介質為綠色過程工程技術的突破提供了創(chuàng)新的源頭，為解決環(huán)境問題帶來了新的機遇。而“離子液體功能化”概念的提出為其在特定的催化反應過程中的有效應用提供了嶄新的思路。功能化室溫離子液體(RTILs)即是一種經過對構成離子液體的陰陽離子進行功能化修飾或引入功能團，使其具有很多分子溶劑不可比擬的獨特性能，同時這些功能團賦予了離子液體專一的特性而與溶解于其中的溶質產生相互作用，最終實現(xiàn)過程的優(yōu)化。隨著離子液體在綠色化學與化工、分離分析、生命科學等各個領域的廣泛應用，設計合成“需求特定” (task-specific)或“量體裁衣” (tailor-making)的功能化室溫離子液體,能夠滿足不同反應條件和特殊反應環(huán)境的需求。近年來，SO3H-功能化離子液體作為功能化離子液體家族的主要成員倍受關注，因其具備了固體酸和液體酸的雙重優(yōu)點，酸性較強、酸性位穩(wěn)定均一、熱穩(wěn)定性高、容易分離，作為新興的環(huán)境友好的催化劑已引起了人們高度重視，被廣泛用于脂肪酸酯化反應、烯烴低聚反應、Pinacol重排反應、烷基化反應等多種酸催化反應中，且對眾多類型的化學反應均起到了溶劑和催化劑的雙重作用，具有良好的催化活性和循環(huán)使用能力，易于工業(yè)化生產。而將該類離子液體用于催化制備2-乙酰噻吩的研究還未見有報道
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術的不足而提供一種以SO3H-功能化離子液體為催化齊U，以非功能化離子液體為助劑制備2-乙酰噻吩的方法，該方法產品收率高，反應溫度低，催化劑活性高，不使用有機溶劑，幾乎無環(huán)境污染。SO3H-功能化離子液體作為合成2-乙酰噻吩催化劑的應用，其特征在于以SO3H-功能化離子液體作為催化劑，以非功能化離子液體為助劑，以噻吩和乙酸酐為反應底物，在25-80°C條件下進行?；磻苽?-乙酰噻吩，所述SO3H-功能化離子液體的陽離子為
權利要求
1.SO3H-功能化離子液體作為合成2-乙酰噻吩催化劑的應用。
2.按照權利要求I所述的應用，其特征在于制備2-乙酰噻吩的反應底物為噻吩與乙酸酐，SO3H-功能化離子液體與噻吩的物質的量之比為O. 5% -5%。
3.按照權利要求I所述的應用，其特征在于在2-乙酰噻吩合成工藝中使用SO3H-功能化離子液體為催化劑，加入其它非功能化離子液體為助劑。
4.按照權利要求I或3所述的應用，其特征在于其中所屬SO3H-功能化離子液體催化劑的陽離子部分選自磺酸烷基咪唑類陽離子、磺酸烷基吡啶類陽離子、磺酸烷基季銨類陽離子或磺酸烷基吡唑類陽離子，結構式如式(I) 式(5)之一所示
5.按照權利要求3所述的應用，其特征在于其中所屬非功能化離子液體的陽離子部分選自烷基咪唑陽離子、烷基吡啶陽離子、羥乙基烷基咪唑陽離子、或羥乙基烷基吡啶陽離子，結構如式(6) 式(9)所示
6.按照權利要求3所述的應用，其特征在于=SO3H-功能化離子液體與噻吩的物質的量之比為O. 5% _5%，作為助劑的非功能化離子液體與作為催化劑的SO3H-功能化離子液體的物質的量之比為I : 2-2 I。
7.按照權利要求1、2或3所述的應用，其特征在于制備2-乙酰噻吩的反應底物為噻吩與乙酸酐，其噻吩與乙酸酐的物質的量之比為I : 1-5。
8.按照權利要求1、2或3所述的應用，其特征在于反應溫度范圍為25°C-80°C，反應時間為 lOmin-120min。
全文摘要
本發(fā)明屬于精細化工技術領域，涉及到SO3H-功能化離子液體或SO3H-功能化離子液體與其它離子液體混合物作為合成2-乙酰噻吩催化劑的應用，其特點是用乙酸酐和噻吩在無溶劑條件下，以磺酸基烷基咪唑、磺酸基烷基吡啶、磺酸基烷基季胺、磺酸基烷基吡唑、烷基咪唑、烷基吡啶、羥乙基烷基咪唑、羥乙基烷基吡啶類離子液體的一種或幾種的混合物為反應介質和催化劑，于25℃-80℃，攪拌反應10min-120min，獲得高選擇性、高收率的2-乙酰噻吩。該過程以離子液體為反應介質和催化劑，具有溶解性好、反應條件溫和、低蒸汽壓、結構設計性等優(yōu)點。而且對環(huán)境污染小，離子液體催化劑活性高，是一種高效、綠色的乙酰噻吩合成方法。
文檔編號C07D333/22GK102952114SQ20111024940
公開日2013年3月6日 申請日期2011年8月26日 優(yōu)先權日2011年8月26日
發(fā)明者楊淼, 劉秀梅, 李建新, 馬慧媛, 顏佩芳, 王暢 申請人:中國科學院大連化學物理研究所