本发明专利技术公开了一种用于烷基化反应含离子液体负载型催化剂的制备方法。本发明专利技术具体的步骤如下：在N2保护的条件下，将AlCl3与含有双（全氟烷基磺酰）亚胺基团的离子液体按照摩尔比1:1.5~1:2.0混合加热合成具有催化活性的离子液体；在一定条件下，以聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物为模板剂，以正硅酸乙酯为硅源合成催化剂含硅载体；后在真空条件下将具有催化活性的离子液体浸渍负载与含硅载体上，得到一种用于烷基化反应含离子液体负载型催化剂。本发明专利技术所述的催化剂具有反应活性高，选择性高，产物分布窄等特点，以及使用条件温和，分离简单，化学以及物理稳定性高，耐水性强等优势。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于催化
，具体涉及一种用于烷基化反应含离子液体负载型催化 剂的制备方法。
技术介绍
长链烷基苯一般指长链烯烃与苯烷基化产物的总称。长链烷基苯与苯的烷基化反 应属于典型的Friedel-Crafts反应。工业上将采用直链（C 1。~C14)烯烃与苯烷基化制得 的混合烷基苯用作合成洗涤剂的原料，因此这部分烷基苯称作洗涤剂烷基苯；采用碳原子 在20以上的烯烃与苯烷基化制得的混合烷基苯，用于制造润滑油分散剂，这部分烷基苯称 作润滑油添加剂烷基苯。世界每年的直链烷基苯的年需求量超过300吨，且预计每年将以 4%的速度增长。自从1968年第一套Pacol装置用于生产直链烷基苯以来，工业上，LAB主 要在均相催化剂HF或A1C13的催化下完成。均相催化剂虽然催化活性较高，但是其存在的 许多问题是不容忽视的，如环境的污染，分离上的困难，对设备的腐蚀等。 为了解决以上问题，将催化剂非均相化是一种重要的方法。 现有研究中，可应用与Friedel-Crafts烷基化反应的非均相催化剂较多，但使用 了离子液体技术的很少。近年来，随着研究的深入，离子液体已经成为了一类重要的催化材 料。其中，全氟烷基磺酰亚胺及其盐由于其中心氮原子上的负电荷高度离域，可以通过改变 其结构而改变其酸性，即具有酸度可调性，提高了其使用灵活性。另外，含氟碳链具有疏水 性，故含有全氟烷基磺酰亚胺基团的离子液体的使用可以显著的提高催化剂的耐水性以及 稳定性，使其不容易受到反应物中的杂质，如水、二烯烃等的影响。 使用离子液体催化Friedel-Crafts反应的实例已有报道，国内的研究者所发表 的文章 （Science China Chemistry(2010), 53, 1102)以及专利CN 1225617A 公开了使用离 子液体Et3NHCl-AlC13催化苯与1-十二烯合成十二烷基苯的方法；其他国内研究者也发 表过文章 （Applied Catalysis A:General (2005) ,292, 354)，公开了使用A12C16Br 等离子液体催化苯与1-十二烯合成十二烷基苯的方法。但是这些作为催化剂的离子液体 不含全氟烷基磺酰亚胺基团，因此催化剂稳定性不足，容易失活。且使用这些已有报道的离 子液体作为催化剂时，体系为液液两相反应，离子液体催化剂使用量很大。这对于离子液体 这类合成复杂，成本较高的催化剂来说，是极大的浪费。因此，对上述以后报道的离子液体 进行改良，并对其进行负载化具有非常重要的现实意义。一些研究者也发表过将A1C13直 接负载于催化剂载体上的文章（1^&〇1:.1(;[1161:.0&丨&1.1^1:1:(2006)，87，101;1^&01:.1(;[1161:· Mech. Cat. (2012)，106, 141)，直接将A1C13负载工艺简单，但A1C13存在的问题依然得不到 解决。直接负载A1C13的催化剂使用时容易发生水解失活，且该催化剂稳定性较差，A1C13 组分也容易在反应时析出到体系中，造成活性中心的损失。因此，使用含有全氟烷基磺酰亚 胺基团的离子液体负载型催化剂可以明显的改善一些现有催化剂的不足，是一种具有发展 前途的催化剂。
技术实现思路
本专利技术针对目前工业化所采用的均相催化剂的不足，提供了一种用于烷基化反应 含离子液体负载型催化剂的制备方法。采用该方法制备得到的催化剂具有反应活性、选择 性高，产物分布窄，使用条件温和，稳定性强和回收简单等特点。 本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案如下： 步骤1、在N2保护的条件下，将A1C13与含有双（全氟烷基磺酰）亚胺基团的离子 液体按照摩尔比1:1. 5~1:2. 0混合，形成混合溶液； 步骤2、将混合溶液加热至80~110°C，同时搅拌12~24小时至A1C13完全溶解， 冷却后得到具有催化活性的新离子液体。 步骤3、将新离子液体与含硅载体按照质量比1:1~1. 5:1混合，形成新的混合溶 液； 步骤4、向新的混合溶液中加入5~10倍体积的二氯甲烧，在40~80°C条件下回 流搅拌3~6小时。回流搅拌后在真空、常温条件下对该溶液进行浓缩，然后升温至80~ 110°C，并保持3~8小时，直至催化剂完全干燥，即可以得到含有离子液体的负载型催化 剂。 步骤1所述的含有双（全氟烷基磺酰）亚胺基团的离子液体的阴离子为全氟烷基 磺酰亚胺阴离子，其结构式如式I所示： 其中 Rf1= C nF2n+1，Rf2= CmF2m+1，n=l ~8，m=l ~8; 步骤1所述的含有双（全氟烷基磺酰）亚胺基团的离子液体的阳离子为1-烷 基-3-烷基咪唑阳离子、四烷基铵阳离子、三烷基硫阳离子、四烷基膦阳离子、N-烷基-N-烷 基吡咯烷阳离子中的一种； 所述的1-烷基-3-烷基咪唑阳离子 +,结构式如式II所示： 所述的四烷基铵阳尚子'结构式如式III所不： 所述的三烷基硫阳离子 +，结构式如式IV所示： 所述的四烷基膦阳离子+,结构式如式V所示： 所述的N-烷基-N-烷基吡咯烷阳离子 +，结构式如式VI所示： 其中的R1、R2、私和R4各自独立为C 1-C 4烷基； 步骤1所述的具有双（全氟烷基磺酰）亚胺基团的离子液体合成方法如下： 1-1.将摩尔比为1 :1的双（全氟烷基磺酰）亚胺的钾盐和步骤1所述的阳离子的 溴盐或氯盐的离子液体混合完全溶于极性溶剂中，加热至60~90°C，反应12~24小时。 所述的极性溶剂为水、乙腈或乙酸乙酯； 1-2.过滤除去不溶物，将滤液浓缩，然后在真空、60~80°C条件下干燥9~12小 时，即可得到含有双（全氟烷基磺酰）亚胺基团结构的离子液体。 步骤3所述的含硅载体合成方法如下： 3-1.在100~200ml的1~2mol/L的盐酸溶液中，加入4g的聚环氧乙烷-聚环 氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物（Ma = 5800)，并将溶液加热至50~80°C。 3-2.再向溶液中缓慢滴加正硅酸乙酯8. 5g，滴加完毕后保持温度并搅拌8~16 小时。 3-3.将溶液转移至内衬聚四氟乙烯的晶化釜中100~150°C晶化48~72小时， 然后过滤，取滤饼烘干，再在500~600°C下焙烧5~8小时；即可得到用于催化剂负载的 含硅载体。 本专利技术的有益效果如下： 本专利技术制备得到的含有双（全氟烷基磺酰）亚胺阴离子离子液体的催化剂可用于 苯与直链稀经（C 1。~C14)的Friedel-CraftS烷基化反应。相比现有技术，本专利技术所述的催 化剂具有反应活性高，选择性高，产物分布窄等特点，以及使用条件温和，分离简单，化学以 及物理稳定性高，耐水性强等优势。【具体实施方式】 下面结合具体实施例对本专利技术做进一步分析。 制备含有双（全氟烷基磺酰）亚胺基团离子液体的实施例如下： 实施例 1-1 : 将2. 19g的双（氟磺酰）亚胺钾和2. 19g 1- 丁基-3-甲基咪唑溴盐完全溶解于 100mL水中，并加热至当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于烷基化反应含离子液体负载型催化剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1、在N2保护的条件下，将AlCl3与含有双(全氟烷基磺酰)亚胺基团的离子液体按照摩尔比1:1.5～1:2.0混合，形成混合溶液；步骤2、将混合溶液加热至80～110℃，同时搅拌12～24小时至AlCl3完全溶解，冷却后得到具有催化活性的新离子液体；步骤3、将新离子液体与含硅载体按照质量比1:1～1.5:1混合，形成新的混合溶液；步骤4、向新的混合溶液中加入5～10倍体积的二氯甲烷，在40～80℃条件下回流搅拌3～6小时；回流搅拌后在真空、常温条件下对该溶液进行浓缩，然后升温至80～110℃，并保持3～8小时，直至催化剂完全干燥，即得到含有离子液体的负载型催化剂。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：詹晓力，何逸波，张庆华，陈丰秋，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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