本发明专利技术公开了一种能够重复利用的高效均相催化酸性离子液体，所述离子液体由浓硫酸与乌洛托品按摩尔配比组成，对酯化反应具有广泛高效的催化效能，同时对有叔基的烷烃、烯烃异构化反应亦具有高效的均相催化效能，并且在上述两类反应结束后均能够自然分层回收和重复利用。本发明专利技术提供的离子液体催化剂具有环境友好、高效能、多功用的特点。
An acidic ionic liquid, high symmetrical reusable catalytic preparation method and application thereof
The invention discloses a high symmetrical reusable catalytic acidic ionic liquid, and the ionic liquid by concentrated sulfuric acid and Urotropine Moore composition, has a wide range of highly efficient catalytic performance on the esterification reaction, but also for the tert butyl alkane and olefin isomerization reaction is homogeneous catalysis and high efficiency, and to reclaim and reuse the natural stratification at the end of the two types of reaction. The ionic liquid catalyst provided by the invention has the characteristics of friendly environment, high efficiency and versatility.
【技术实现步骤摘要】
一种能够重复利用的高效均相催化酸性离子液体、其制备方法及其应用
本专利技术涉及化工催化
，尤其是一种实用效果优异的离子液体催化剂。
技术介绍
离子液体是由无机阴离子和有机阳离子构成的在室温下呈液态的离子体系,由于其具有稳定性好、不挥发、酸碱性可调、产品容易分离和可循环使用等优点，能有效避免传统方法所带来的环境污染等问题，在化学工业的诸多领域具有重要应用。近年来发展的一个热点即是利用离子液体的温和性、可调性、可回收性及环保性改进或开发新型催化剂，取得了诸多重要的进步。有机酸的酯化反应及烷烃烯烃的异构化反应均是十分常见和重要的有机化学和反应，在化学工业及化工产品的制造中占据重要的地位。上述反应在现有的制备工艺下，存在高污染、高腐蚀的特点，且产品收率较低，催化剂也难于回收，综合成本，尤其是将环境成本考虑进去之后。因此依据离子液体在催化剂领域的特性开发一种应用于有机酸酯化反应及烷烃烯烃异构化反应的新型高效环保催化剂，具有重要的价值和意义。与本专利技术的技术研究相关的参考文献如下所列：[1]Zhang,S.-J.;Lv,X.-M.IonicLiquid—FromBasicResearchtoIndustrialApplications,SciencePress,Beijing,2006,p.71.[2]Deng,Y.;Shi,F.;Beng,J.;Qiao,K.J.Mol.Catal.A:Chem.2001,165,33.[3]Cole,A.C.;Jensen,J.L.J.Am.Chem.Soc.2002,124,5962.[4]Kou,Y.;Yang,Y.-L.Petrochem.Technol.2004,33,297.[5]Sunitha,S.;Kanjilal,S.;Reddy,P.S.;Prasad,R.B.N.TetrahedronLett.2007,48,6962.[6]Deng,Y.;Shi,F.;Beng,J.;Qiao,K.J.Mol.Catal.A:Chem.2001,165,3.[7]Huang,B.-H.;Li,Z.-J.;Shi,N.;Xu,X.-L.;Zhang,K.;Fang,Y.-X.Chin.J.Org.Chem.2009,29,770.[8]Fraga-Dubreuil,J.;Bourahla,K.;Rahmouni,M.;Bazureau,J.P.;Hamelin,J.Catal.Commun.2002,3,185.[9]Li,X.;Eli,W.J.Mol.Catal.A:Chem.2008,279,159.[10]Janus,E.;Goc-Maciejewska,I.;Lozynski,M.;Pernak,J.Tetrahe-dronLett.2006,47,4079.[11]Li,X.;Lin,Q.;Ma,L.Ultrason.Sonochem.2010,17,752.[12]Zhao,Y.;Li,Z.;Xia,C.Chin.J.Catal.2011,32,440.[13]Cole,A.C.;Jensen,J.L.J.Am.Chem.Soc.2002,124,5962.[14]Kou,Y.;Yang,Y.-L.Petrochem.Technol.2004,33,297.[15]Fraga-Dubreuil,J.;Bourahla,K.;Rahmouni,M.;Bazureau,J.P.;Hamelin,J.Catal.Commun.2002,3,185.[16]Zhang,S.-J.;Lv,X.-M.IonicLiquid—FromBasicResearchtoIndustrialApplications,SciencePress,Beijing,2006,p.71.[17]Lv,X.-M.M.S.Thesis,NanjingUniversity,Nanjing,2011.[18]Ganeshpure,P.A.;George,G.;Das,J.J.Mol.Catal.A:Chem.2008,279,182.[19]Liang,J.-H.;Xu,Y.;Ren,X.-Q.;Jiang,M.;Li,Z.-J.ActaPetroleISin.2011,27,482.[20]Bermúdez,M.D.;Jiménez,A.E.;Martínez-Nicolás,G.Appl.Surf.Sci.2007,253,7295。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种环境友好、高效能、多功用离子液体催化剂。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案如下。一种能够重复利用的高效均相催化酸性离子液体，所述离子液体由浓硫酸与乌洛托品按摩尔配比组成，对酯化反应具有广泛高效的催化效能，同时对有叔基的烷烃、烯烃异构化反应亦具有高效的均相催化效能，并且在上述两类反应结束后均能够自然分层回收和重复利用。作为本专利技术的一种优选技术方案，在催化所述酯化反应及异构化反应时，离子液体中硫酸与乌洛托品的摩尔比为1:（2-5）。作为本专利技术的一种优选技术方案，在催化所述酯化反应时，离子液体中硫酸与乌洛托品的摩尔比为1:4；在催化所述异构化反应时，离子液体中硫酸与乌洛托品的摩尔比为1:3.6。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述酯化反应至少包括氯乙酸乙酯的制备、己二酸二乙酯的制备、丁二酸二乙酯的制备、乙酸乙酯的制备或乙酸丁酯的制备；所述具有叔基的烷烃烯烃异构化反应至少包括异丁烷＋2-丁烯的异构化反应、异戊烷＋2-戊烯的异构化反应和异辛烷＋2-己烯的异构化反应。作为本专利技术的一种优选技术方案，利用所述离子液体作为均相催化剂催化酯化反应及异构化反应时，反应结束后反应体系能够自然分层且快速高效的回收所述离子液体催化剂。作为本专利技术的一种优选技术方案，在催化酯化反应时，所述离子液体能够在不降低催化效率的前提下至少回收循环利用10次以上；在催化异构化反应时，所述离子液体能够在不降低催化效率的前提下至少回收循环利用8次以上。作为本专利技术的一种优选技术方案，利用所述离子液体作为均相催化剂催化酯化反应及异构化反应时，对容器设备温和无腐蚀作用，且反应结束后无大量酸性废水排放。上述离子液体的制备方法，将浓度98%的浓硫酸与乌洛托品按摩尔配比混合加入反应瓶中，升温至60～100℃，搅拌0.5～1h，冷却到室温，即得。上述离子液体的应用方法为：A、在催化酯化反应时，将酸、乙醇、离子液体混合加入到反应瓶内，其中酸性离子液体与乙醇的摩尔比为（8-12）:1，回流反应2h停止，降温至室温，用分液漏斗分离出酸性离子液体并回收利用；上层液体经过碱洗、萃取、浓缩三步工艺即得酯化产品，收率不低于92％；B、在催化异构化反应时，将烷、烯、离子液体混合加入到反应瓶内，150～200℃反应2h停止，降温至室温，用分液漏斗分离出酸性离子液体并回收利用，上层液体经过碱洗、萃取、浓缩三步工艺即得产品，收率不低于93％。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本研究开发的离子液体能够同时催化有机酸的酯化反应及烷烃、烯烃异构化反应，且具有高效的均相催化效能，两反应的产品收率均高于90％，与此同时，利用本专利技术的离子液体作为上述两反应的催化剂时，对容器设备温和无腐蚀作用且本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种能够重复利用的高效均相催化酸性离子液体，其特征在于：所述离子液体由浓硫酸与乌洛托品按摩尔配比组成，对酯化反应具有广泛高效的催化效能，同时对有叔基的烷烃、烯烃异构化反应亦具有高效的均相催化效能，并且在上述两类反应结束后均能够自然分层回收和重复利用。
【技术特征摘要】
1.一种能够重复利用的高效均相催化酸性离子液体，其特征在于：所述离子液体由浓硫酸与乌洛托品按摩尔配比组成，对酯化反应具有广泛高效的催化效能，同时对有叔基的烷烃、烯烃异构化反应亦具有高效的均相催化效能，并且在上述两类反应结束后均能够自然分层回收和重复利用。2.根据权利要求１所述的能够重复利用的高效均相酯化催化离子液体，其特征在于：在催化所述酯化反应及异构化反应时，离子液体中硫酸与乌洛托品的摩尔比为1:（2-5）。3.根据权利要求１所述的能够重复利用的高效均相酯化催化离子液体，其特征在于：在催化所述酯化反应时，离子液体中硫酸与乌洛托品的摩尔比为1:4；在催化所述异构化反应时，离子液体中硫酸与乌洛托品的摩尔比为1:3.6。4.根据权利要求１-3任一项所述的能够重复利用的高效均相催化酸性离子液体，其特征在于：所述酯化反应至少包括氯乙酸乙酯的制备、己二酸二乙酯的制备、丁二酸二乙酯的制备、乙酸乙酯的制备或乙酸丁酯的制备；所述具有叔基的烷烃烯烃异构化反应至少包括异丁烷＋2-丁烯的异构化反应、异戊烷＋2-戊烯的异构化反应和异辛烷＋2-己烯的异构化反应。5.根据权利要求4所述的能够重复利用的高效均相催化酸性离子液体，其特征在于：利用所述离子液体作为均相催化剂催化酯化反应及异构化反应时，反应结束后反应体系能够自...
【专利技术属性】
技术研发人员：贾鹏飞，王娟，张星辰，张伟亮，张汉，曹伟，马占栋，孙琦，
申请(专利权)人：石家庄学院，
类型：发明
国别省市：河北,13
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