离子液体组合物制造技术

本申请提供了一种用于制备芳基羧酸的组合物，所述组合物包括：至少一种离子液体、至少一种催化剂、至少一种不可氧化的极性溶剂、和至少一种可氧化的多烷基化亚芳基化合物，其不含两个连续的含烷基的环位置。本申请还提供了一种用于制备芳基羧酸的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请涉及离子液体。特别地，本申请涉及包含用于制备芳香族羧酸(例如对苯二甲酸)的组合物的离子液体。定义在本申请的内容中，术语“离子液体”表示包括阴离子和阳离子配对的分子组合物，该阴离子和阳离子配对通过包括但不限于静电、共价或半共价键的方式彼此相互作用，且该组合物在预设的温度和压力时处于包括但不限于液体、半固体、粘性物质或其混合物的相，与该组合物在常规温度和压力时的存在相无关。
技术介绍
离子液体是由离子构成的液体，其在约100℃或低于100℃时是流体。离子液体也称作室温熔融盐，具有作为电解质(electrolyte)用于多种电化学设备(例如锂蓄电池、太阳能电池、螺线管、双层电容器等)、作为反应媒介和作为催化剂用于有机合成的潜在用途。离子液体也用于广泛多种用途。近来，已经提出烷基离子液体作为促进剂用于制备芳香族羧酸(例如对苯二甲酸)中。对苯二甲酸是具有式C6H4(COOH)2的有机化合物。这种无色固体是商品化学品，作为前体用于聚酯PET，用于制备服装和塑料瓶。在1970年的全世界产量约为175万吨。到2006年时，全球纯对苯二甲酸(PTA)需求量超过3000万吨。在聚对苯二甲酸丁二醇酯和几种其他工程聚合物的制备中对对苯二甲酸存在较少的但仍然显著的需求。美国专利号7985875建议了一种通过液相氧化制备芳香族羧酸的方法，包括将具有两个或三个C1-C4烷基、羟烷基或甲酸基的苯或萘化合物与含氧气体在羧酸溶剂、催化剂和促进剂的存在下在反应区中接触，该促进剂是包括选自由1-烷基吡啶阳离子和1,3-二烷基咪唑阳离子构成的组的有机阳离子和基本上由溴离子或碘离子构成的阴离子的离子液体。然而，尽管这种已知的烷基离子液体在制备对苯二甲酸中用作促进剂，但其不能减少杂质(例如4-羧基-苯甲醛(4-CBA))的生成。减少对苯二甲酸中的4-CBA杂质是非常重要的。4-CBA在PET聚合工艺过程中用作链终止剂，因此所需的PET分子量可能无法达到。因此，需要开发包含不仅能够溶解对苯二甲酸和4-CBA，还能溶解各种其他中间产物和副产物的组合物的离子液体，由此减少杂质的生成并制备纯态的芳香族羧酸(例如对苯二甲酸)。专利技术目的此处至少一种实施方案满足的本申请的一些目的如下：本申请的一个目的是提供包含离子液体的组合物，其能够在制备对苯二甲酸中用作助溶剂和促进剂。本申请的另一个目的是提供包含离子液体的组合物，其在用于制备芳香族羧酸时能够减少杂质(例如4-CBA)的生成。本申请的另一个目的是提供在离子液体存在下制备对苯二甲酸的方法。本申请的另一个目的是提供能够以连续方式进行的制备对苯二甲酸的方法。本申请的另一个目的是提供一种制备对苯二甲酸的方法，其中离子液体的热氧化损失最小化。本申请的另一个目的是提供一种制备对苯二甲酸的方法，其中离子液体和催化剂被回收和循环利用。
技术实现思路
依照本申请，提供了一种用于制备芳基羧酸的组合物，该组合物包括：‐至少一种式I的离子液体，其含量为该组合物总质量的0.05-50％；其中，Ar是被取代或未被取代的芳基，Z是(CH2)n，其中n是0-10的整数，Q+是有机阳离子，选自由以下构成的组：季铵鎓(quaternaryammonium)、胆碱鎓(cholinium)、锍鎓(sulfonium)、鏻鎓(phosphonium)、胍鎓(guanidinium)、咪唑鎓(imidazolium)、吡啶鎓(pyridinium)、吡咯烷鎓(pyrrolidinium)、吗啉鎓(morpholinium)、喹啉鎓(quinolinium)、异喹啉鎓(isoquinolium)、吡唑鎓(pyrazolium)和哌啶鎓(piperidinium)；R是C1-C20直链或支链烷基或Ar-Z，A-是阴离子，选自由以下构成的组：氯离子、溴离子、氟离子、碘离子、甲磺酸根、甲苯磺酸根(tosylates)、硫酸根、烷基磺酸根、磷酸根、膦酸根、烷基磷酸根、硝酸根、亚硝酸根、碳酸根、乙酸根、碳酸氢根、氢氧根和氧离子；‐至少一种催化剂，其含量为该组合物总质量的0.01-5％；‐至少一种不可氧化的极性溶剂；和‐至少一种可氧化的多烷基化亚芳基化合物，其不含两个连续的含烷基的环位置，该组合物在用于制备芳基羧酸时导致生成的该多烷基化亚芳基化合物的部分氧化衍生物少于4000ppm；该衍生物包括至少一个羧酸部分和至少一个醛部分。该离子液体与该不可氧化的极性溶剂的比例能够在1:1-1:20范围内。该催化剂能够包括至少一种金属化合物，该金属选自由钴、镁、铬、铜、镍、钒、铁、钼、锡、铈、锆、铯和钛构成的组。该催化剂能够是选自由以下构成的组中的至少一种：乙酸钴、乙酸锰、乙酸铈、乙酸钾、乙酸铯、乙酸锆、乙酸铜、草酸钴、草酸锰、草酸铈、草酸钾、草酸铯、草酸锆和草酸铜。该不可氧化的极性溶剂能够是选自由以下构成的组中的至少一种：乙酸、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸苯甲酯和水。对于式I的离子液体，Ar能够是苯基，且Z能够是(CH2)n，其中n是1，Q+是咪唑鎓基团，R是甲基，且A-是溴离子。该组合物能够进一步包括至少一种选自由以下构成的组的溴源：HBr、NaBr、KBr、NH4Br、苄基溴、一溴乙酸、二溴乙酸、溴乙酰溴、四溴甲烷和二溴化乙烯。该组合物能够进一步包括至少一种单烷基离子液体，该单烷基离子液体包括选自由季铵鎓、胆碱鎓、锍鎓、鏻鎓、胍鎓、咪唑鎓、吡啶鎓、吡咯烷鎓、吗啉鎓、喹啉鎓、异喹啉鎓、吡唑鎓和哌啶鎓构成的组的有机阳离子和选自由氯离子、溴离子、氟离子、碘离子、甲磺酸根、甲苯磺酸根、硫酸根、烷基磺酸根、磷酸根、膦酸根、烷基磷酸根、硝酸根、亚硝酸根、碳酸根、乙酸根、碳酸氢根、氢氧根和氧离子构成的组的阴离子。该芳基羧酸能够是选自由以下构成的组中的至少一种化合物：对苯二甲酸、间苯二甲酸、p-甲苯酸、m-甲苯酸、4-甲酸基苯甲酸、3-甲酸基苯甲酸、萘甲酸、苯均三酸、苯甲酸和取代苯甲酸。该可氧化的多烷基化亚芳基化合物能够是选自由以下构成的组中的至少一种：对二甲苯、间二甲苯、甲基萘、均三甲苯、甲苯、取代甲苯及其组合。该部分氧化的衍生物能够是选自由以下构成的组中的至少一种：4-羧基苯甲醛、3-羧基苯甲醛、p-甲苯甲醛、m-甲苯甲醛、萘甲醛、1,5-二羧基,3-甲酸基-苯、苯甲本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制备芳基羧酸的组合物，所述组合物包括：i.至少一种式I的离子液体，其含量为所述组合物总质量的0.05‑50％；其中，Ar是被取代或未被取代的芳基，Z是(CH2)n，其中n是0‑10的整数，Q+是有机阳离子，选自由以下构成的组：季铵鎓、胆碱鎓、锍鎓、鏻鎓、胍鎓、咪唑鎓、吡啶鎓、吡咯烷鎓、吗啉鎓、喹啉鎓、异喹啉鎓、吡唑鎓和哌啶鎓；R是C1‑C20直链或支链烷基或Ar‑Z，A‑是阴离子，选自由以下构成的组：氯离子、溴离子、氟离子、碘离子、甲磺酸根、甲苯磺酸根、硫酸根、烷基磺酸根、磷酸根、膦酸根、烷基磷酸根、硝酸根、亚硝酸根、碳酸根、乙酸根、碳酸氢根、氢氧根和氧离子；ii.至少一种催化剂，其含量为所述组合物总质量的0.01‑5％；iii.至少一种不可氧化的极性溶剂；和iv.至少一种可氧化的多烷基化亚芳基化合物，其不含两个连续的含烷基的环位置，所述组合物在用于制备芳基羧酸时导致生成的该多烷基化亚芳基化合物的部分氧化衍生物少于4000ppm；所述衍生物包括至少一个羧酸部分和至少一个醛部分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.05.14 IN 1722/MUM/20131.一种用于制备芳基羧酸的组合物，所述组合物包括：
i.至少一种式I的离子液体，其含量为所述组合物总质量的
0.05-50％；
其中，
Ar是被取代或未被取代的芳基，
Z是(CH2)n，其中n是0-10的整数，
Q+是有机阳离子，选自由以下构成的组：季铵鎓、胆碱鎓、锍
鎓、鏻鎓、胍鎓、咪唑鎓、吡啶鎓、吡咯烷鎓、吗啉鎓、喹啉
鎓、异喹啉鎓、吡唑鎓和哌啶鎓；
R是C1-C20直链或支链烷基或Ar-Z，
A-是阴离子，选自由以下构成的组：氯离子、溴离子、氟离子、
碘离子、甲磺酸根、甲苯磺酸根、硫酸根、烷基磺酸根、磷酸
根、膦酸根、烷基磷酸根、硝酸根、亚硝酸根、碳酸根、乙酸
根、碳酸氢根、氢氧根和氧离子；
ii.至少一种催化剂，其含量为所述组合物总质量的0.01-5％；
iii.至少一种不可氧化的极性溶剂；和
iv.至少一种可氧化的多烷基化亚芳基化合物，其不含两个连续的
含烷基的环位置，
所述组合物在用于制备芳基羧酸时导致生成的该多烷基化亚芳基化
合物的部分氧化衍生物少于4000ppm；所述衍生物包括至少一个羧
酸部分和至少一个醛部分。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述离子液体与所述不可氧化的极
性溶剂的比例在1:1-1:20范围内。
3.根据权利要求1所述的组合物，其中所述催化剂包括至少一种金属化合
物，所述金属选自由钴、镁、铬、铜、镍、钒、铁、钼、锡、铈、锆、
铯和钛构成的组。
4.根据权利要求1所述的组合物，其中所述催化剂是选自由以下构成的组
中的至少一种：乙酸钴、乙酸锰、乙酸铈、乙酸钾、乙酸铯、乙酸锆、
乙酸铜、草酸钴、草酸锰、草酸铈、草酸钾、草酸铯、草酸锆和草酸
铜。
5.根据权利要求1所述的组合物，其中所述不可氧化的极性溶剂是选自由
以下构成的组中的至少一种：乙酸、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、
乙酸苯甲酯和水。
6.根据权利要求1所述的组合物，其中Ar是苯基，Z是(CH2)n，其中n是
1，Q+是咪唑鎓基团，R是甲基，且A-是溴离子。
7.根据权利要求1所述的组合物，进一步包括至少一种选自由以下构成的
组的溴源：HBr、NaBr、KBr、NH4Br、苄基溴、一溴乙酸、二溴乙酸、
溴乙酰溴、四溴甲烷和二溴化乙烯。
8.根据权利要求1所述的组合物，进一步包括至少一种单烷基离子液体，
所述单烷基离子液体包括选自由季铵鎓、胆碱鎓、锍鎓、鏻鎓、胍鎓、
咪唑鎓、吡啶鎓、吡咯烷鎓、吗啉鎓、喹啉鎓、异喹啉鎓、吡唑鎓和
哌啶鎓构成的组的有机阳离子和选自由氯离子、溴离子、氟离子、碘
离子、甲磺酸根、甲苯磺酸根、硫酸根、烷基磺酸根、磷酸根、膦酸
根、烷基磷酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏雷什·尚提拉·杰恩，帕万库马尔·阿杜里，乌代·拉特纳帕尔希，帕拉苏·维拉·厄帕瑞，
申请(专利权)人：瑞来斯实业公司，
类型：发明
国别省市：印度;IN