多羧酸混酯离子液体催化剂及其制法

多羧酸混酯离子液体催化剂及其制法

发明领域

本发明涉及多羧酸混酯离子液体催化剂及其制法，属新型化工材料领域。

背景技术

离子液体是近年来化工领域中研究的热点。离子液体是由离子组成的液体，是低温(＜100℃)下呈现液态的熔盐，一般由有机阳离子和无机阴离子组成。与传统有机溶剂，催化剂相比具有一系列优点：①不挥发(沸点高)；②通过阴阳离子的设计可调节其溶解性，并且其酸度可调至超强酸；③易分相，可与其他溶剂形成两相或多相体系适合做反应介质、催化剂、溶剂等。离子液体取代传统的溶剂和催化剂，改进了许多化学反应的历程，如：醚化、酯化、氢化、酰化及异构化等。提高了反应活性和收率。由于离子液体做催化剂，便于产物分离和催化剂的回收和循环利用，又同时具有固体酸催化剂非挥发性和无机液体酸的流动性，因此，具有取代传统无机酸催化剂的趋势，因为它腐蚀性小，对环境污染小，可称为绿催化剂。

但目前开发的一些离子液体催化剂，如中国专利CN1631539A公开的氨基酸盐离子液体催化剂，价格十分昂贵，让使用者望而却步。还有一些离子液体催化剂，如目前数量最大的氟硼酸盐类离子液体催化剂，由于遇到了催化剂回收，循环利用困难，限至了它的应用。

发明内容

本发明的目的就是开发一种便宜易做，应用广泛，绿环保的离子液体催化剂。

本发明特征在于：采用多羧酸混酸并制成混酯离子液体催化剂，共结构如下：[(CH₂COOH)_n-A-CH₂COO]⁺HSO₄^-

n＝1，2，A为饱和与不饱和、直链与支链、环基与芳基。

本发明特征还在于：其制法为将多羧酸与甲醇、硫酸和/或碱金属、碱土金属的硫酸氢盐充分混合反应后，将水、甲醇蒸出，即得多羧酸混酯离子液体催化剂。

本发明优选溶点在100℃以下，沸点在180℃以上的多羧酸混酸，如尼龙酸为原料。并优选尼龙酸甲酯与碱金属、碱土金属硫酸氢盐混合配方，尼龙酸甲酯与硫酸氢盐的摩尔比为1-10∶0.1-1。

本发明的多羧酸混酯离子液体催化剂经实测，离解常数PKa较小，可控制在1.5～4.5之间，因此催化活性较高，催化甲醇脱水反应转化率可达90％，选择性可达99％，收率可达85％以上，1％以下浓度的多羧酸混酯离子液体催化剂就能得到浓硫酸的催化效果。使用多羧酸混酯离子液体催化剂又能大大改善设备腐蚀和环境污染情况，所以多羧酸混酯离子液体催化剂具有替代无机酸催化剂的巨大潜力。

具体实施方式

下面结合实施例进一步说明本发明。

实施例1：将尼龙酸盐50g放入盛有100ml甲醇的烧杯中，边搅拌边滴加98％H₂SO₄5ml，将此混合液在室温下搅拌1h，转入旋转蒸发仪，在40℃～60℃条件下，蒸出多余的甲醇和水，即得多羧酸混酯离子液体催化剂。

实施例2：将50g尼龙酸甲酯与10g硫酸氢钠混和，使其全部溶解即得多羧酸混酯离子液体催化剂。