專利名稱：一種基于異煙酸陽(yáng)離子的布朗斯泰德酸性離子液體的制備方法
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)，具體為基于異煙酸陽(yáng)離子的布朗斯泰德酸性離子液體的制備方法。
背景技術(shù)：
離子液體是指室溫或室溫附近溫度(-30 50°C )下呈液態(tài)的完全由離子構(gòu)成的物質(zhì)，又稱室溫離子液體、室溫熔融鹽、有機(jī)離子液體等。離子液體并不等同于電解質(zhì)溶液， 在離子液體中沒(méi)有電中性的分子，100%是陰離子和陽(yáng)離子。離子液體與經(jīng)典熔鹽的區(qū)別在于，離子液體可以存在于溫度較低的情況下，這也大大地?cái)U(kuò)展了經(jīng)典熔鹽的應(yīng)用范圍。離子液體具有以下突出特性(1)由于組成離子液體的陰、陽(yáng)離子可以根據(jù)使用者的需要或?yàn)榫哂心撤N特種性質(zhì)而設(shè)計(jì)，所以離子液體也被一些化學(xué)家稱為“設(shè)計(jì)者溶液” ；(2)與傳統(tǒng)的有機(jī)溶劑相比，離子液體具有蒸汽壓近似等于零，不揮發(fā)，不易燃易爆，不易氧化，在300°C以下能穩(wěn)定存在等特點(diǎn)，是一種理想的有機(jī)溶劑；C3)離子液體對(duì)許多無(wú)機(jī)鹽和有機(jī)物具有良好的溶解性，就使一些反應(yīng)可以均相進(jìn)行；(4)離子液體具有大于3V 的電化學(xué)窗口，對(duì)于電化學(xué)具有獨(dú)特的作用和意義；(5)有的離子液體與一些有機(jī)溶劑不互溶，可以提供一個(gè)非水、極性可調(diào)的兩相體系，在化學(xué)分離中可以作為一個(gè)水的非共溶極性相使用。因此離子液體在有機(jī)合成、有機(jī)催化、無(wú)機(jī)合成、電化學(xué)、綠色化學(xué)和化學(xué)分離等領(lǐng)域顯示出良好的前景，這也使離子液體受到了各國(guó)化學(xué)家的重視。人們所研究的離子液體中陽(yáng)離子主要有季銨鹽離子、季磷鹽離子、咪唑鹽離子和吡啶鹽離子等。Xing 等人在 hdustrial&Engineering Chemistry Research(2005,44 4147-4150)上報(bào)道合成了吡啶類具有丙烷磺酸基的布朗斯泰德酸性離子液體，并用于催化苯甲酸酯的合成，取得了較高的酯化率；張愛(ài)華等人在石油化工O009，38:389-393)上報(bào)道合成了吡啶丁烷磺酸硫酸氫鹽離子液體，將其作為催化劑用于光皮樹(shù)果實(shí)油與甲醇的酯交換反應(yīng)，所制備的生物柴油滿足我國(guó)0#柴油的標(biāo)準(zhǔn)；趙地順等人在高等學(xué)?；瘜W(xué)學(xué)報(bào) (2010,31 =488-491)上報(bào)道了 N-丁基吡啶四氟硼酸鹽離子液體的制備，以其作為萃取劑應(yīng)用于實(shí)際汽油的萃取一氧化體系脫硫，脫硫率達(dá)到56. 3%。雖然吡啶類離子液體的研究報(bào)道較多，但是基于吡啶上帶有羧基的離子液體的研究甚少，且僅限于羧基位于吡啶的 3 位，Wang 等人在 Journal of Chemical Research Q005，388-390)報(bào)道了以煙酸為初始物，研究了吡啶的3位帶有羧基的離子液體即N-己基煙酸硫酸氫鹽離子液體的合成，并將其應(yīng)用于催化苯乙烯的氧化。然而至今尚未見(jiàn)吡啶的4位帶有羧基的離子液體的研究報(bào)道。本發(fā)明涉及一種基于異煙酸陽(yáng)離子的布朗斯泰德酸性離子液體的制備方法，即以異煙酸(Isonicotinic = In)為初始物，合成了在吡啶的4位帶有羧基的離子液體。此外，研究了該類離子液體對(duì)Biginelli反應(yīng)的催化應(yīng)用
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種基于取代異煙酸陽(yáng)離子的布朗斯泰德酸性離子液體的制備方法，并將其應(yīng)用于催化Biginelli反應(yīng)，研究表明其優(yōu)點(diǎn)是催化活性高、環(huán)境友好、條件溫和、時(shí)間短、操作簡(jiǎn)單、產(chǎn)率高等。本發(fā)明采用的技術(shù)方案一種結(jié)構(gòu)通式為(I)的基于取代異煙酸陽(yáng)離子的布朗斯泰德酸性離子液體的制備方法，其中R為丙基磺酸或丁基磺酸；Γ為硫酸氫根、磷酸氫根、 磷酸二氫根、硝酸根、對(duì)甲苯磺酸根、三氟乙酸根和三氟甲磺酸根其中之一，其特征在于包括如下步驟
權(quán)利要求
1. 一種結(jié)構(gòu)通式為(I)的基于取代異煙酸陽(yáng)離子的布朗斯泰德酸性離子液體的制備方法，其中R為丙基磺酸或丁基磺酸；χ-為硫酸氫根、磷酸氫根、磷酸二氫根、硝酸根、對(duì)甲苯磺酸根、三氟乙酸根和三氟甲磺酸根中的一種
2.根據(jù)權(quán)利1中要求的基于異煙酸陽(yáng)離子的布朗斯泰德酸性離子液體的制備方法，包括如下步驟(1)取代異煙酸內(nèi)鹽的合成將異煙酸溶于Ν，Ν-二甲基甲酰胺，按照摩爾比1 1-1.5 分別與1，3_丙烷磺酸內(nèi)酯、1，4_ 丁烷磺酸內(nèi)酯混合，在80°C -120°C的反應(yīng)溫度下反應(yīng) 12h-Mh，經(jīng)分離和純化后得到所述的取代異煙酸內(nèi)鹽。(2)將權(quán)利(1)中的取代異煙酸內(nèi)鹽和布朗斯泰德酸按照1 1的摩爾比混合，在 500C -100°C的反應(yīng)溫度下反應(yīng)12h-Mh，洗滌，干燥即得所述的布朗斯泰德酸性離子液體。
3.根據(jù)權(quán)利2所述的制備方法，其特征在于，所述R為丙基磺酸或丁基磺酸；Γ為硫酸氫根、磷酸氫根、磷酸二氫根、硝酸根、對(duì)甲苯磺酸根、三氟乙酸根和三氟甲磺酸根中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利3所制備的離子液體，其特征在于，應(yīng)用于催化Biginelli多組分反應(yīng)。
5.根據(jù)權(quán)利4所述的應(yīng)用，其特征在于無(wú)溶劑條件下，將所述離子液體應(yīng)用于催化 Biginelli反應(yīng)(反應(yīng)方程式如下)，具有反應(yīng)條件溫和、時(shí)間短、操作簡(jiǎn)單、產(chǎn)率高和環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種含有取代異煙酸陽(yáng)離子的布朗斯泰德酸性離子液體及其制備方法。該離子液體的陽(yáng)離子為取代異煙酸，陰離子為硫酸氫根、磷酸氫根、磷酸二氫根、硝酸根、對(duì)甲苯磺酸根、三氟乙酸根和三氟甲磺酸根中的一種。其具體的制備方法是將取代異煙酸內(nèi)鹽和布朗斯泰德酸按照1∶1-1.5的摩爾比混合，反應(yīng)，經(jīng)分離和提純后得到所述的布朗斯泰德酸性離子液體。此方法制備的布朗斯泰德酸性離子液體用于催化Biginelli反應(yīng)具有催化活性高、環(huán)境友好、反應(yīng)條件溫和、時(shí)間短、操作簡(jiǎn)單和產(chǎn)率高等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B01J31/02GK102225910SQ201110082029
公開(kāi)日2011年10月26日 申請(qǐng)日期2011年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月1日
發(fā)明者劉晨江, 范云龍 申請(qǐng)人:新疆大學(xué)