离子液体‑溶剂配合物，其制备方法及应用技术

本公开涉及包含阳离子和阴离子并且在溶剂存在下制备的离子液体‑溶剂配合物。本公开还涉及用于制备离子液体‑溶剂配合物的方法，并且还涉及使用所述离子液体‑溶剂配合物生产线性烷基苯的方法。本公开还涉及所述离子液体‑溶剂配合物的各种应用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】离子液体-溶剂配合物，其制备方法及应用
本公开涉及有机化学领域。尤其是，本公开涉及离子液体-溶剂配合物。本公开还涉及离子液体-溶剂配合物的制备及其应用，而不限于其在化学和生物反应，蓄电池或电池，处理污染的水，净化气体和作为催化剂、溶剂等方面的应用。并且，本公开还涉及使用所述离子液体-溶剂配合物生产线性烷基苯(LAB)。
技术介绍
盐是由酸和碱的中和反应产生的离子化合物。它们由相关数量的阳离子(带正电荷的离子)和阴离子(带负电荷的离子)组成，使得产物是电中性的(没有净电荷)。这些组分离子可以是无机的或有机的，并且盐作为整体可以是单原子的或多原子的。盐可以是固体形式或液体形式，并且液体状态的盐被称为离子液体。离子液体是完全由离子或阳离子和阴离子的组合组成的液体。所谓的“低温”离子液体通常是具有小于100℃，通常甚至低于室温的熔点的有机盐。离子液体适合作为例如烷基化和聚合反应以及二聚、低聚、乙酰化、复分解和共聚反应中的催化剂和溶剂。通常，这些反应使用现有技术中可用的各种催化剂进行。例如：作为用于制造洗涤剂的非常重要的原料的烷基苯是通过经由苯与烯烃反应产生烷基苯的方法的苯的烷基化制备的。烷基化条件包括在均相或非均相烷基化催化剂(如氯化铝、三氟化硼、硫酸、氢氟酸、磷酸和沸石催化剂)的存在下和高温。用于这种烷基化反应的大多数商业设备使用氟化氢(HF)作为酸催化剂。然而，基于HF的方法在安全性、毒性、挥发性、腐蚀性、废物处理和麻烦的酸回收及其纯化方面存在操作问题。最近已经开发了例如UOPDetal的固体酸催化剂来代替HF。但是这种固体酸催化剂技术不能被改进用于在基于HF的技术制造设备中。在现有技术中探索的用于制备线性烷基苯的HF的替代物是离子液体。就组合物而言，所报道的一类离子液体是熔融盐组合物，其在低温下熔融并且可用作催化剂、溶剂和电解质。这样的组合物是在低于组分的个体熔点的温度下为液体的组分的混合物。离子液体可以定义为其组成完全包含作为阳离子和阴离子的组合的离子的液体。最常见的离子液体是由基于有机的阳离子和无机或有机阴离子制备的那些。最常见的有机阳离子是铵阳离子，但是也经常使用鏻阳离子和锍阳离子。吡啶鎓和咪唑鎓的离子液体或许是最常用的阳离子。阴离子包括但不限于BF4-、PF6-、卤铝酸盐(如Al2Cl7-和Al2Br7—)、[(CF3SO2)2N)]-、烷基硫酸根(RSO3-)、羧酸根(RCO2-)和许多其它的。最具催化性的离子液体是源自卤化铵和路易斯酸(例如AlCl3、TiCl4、SnCl4、FeCl3等)的那些。氯铝酸盐离子液体也许是最常用的离子液体催化剂体系。WO/2011/064556公开了通过使1摩尔的AlX3(其中，X可以是Cl、Br、F)与1或2摩尔的R1-C(O)-N(R2)(R3)(其中，R1至R3可以是烷基、芳基或取代的烷基和芳基)接触而形成具有高达100℃的凝固点的混合物。该混合物可用于混合物的电还原以产生金属铝。它还公开了AlX3与3摩尔的酰胺形成固体。然而，其并不暗示该配合物与AlX3的进一步反应。并且，该混合物有时需要加热以形成具有高达100℃的凝固点的良好混合物。US8,518,298公开了凝固点高达50℃的混合物的形成，其中，所述混合物通过以下物质之间的反应形成：(A)1摩尔当量的式I(Mn+)(X-)nI的盐或其水合物；和(B)1至8摩尔当量的配合剂，其包含一种或多种不带电荷的有机化合物，每种化合物具有(i)能够与阴离子X-形成氢键的氢原子；和(ii)选自O、S、N和P中且能够与金属离子Mn+形成配位键的杂原子，其中，所述反应在不存在外部溶剂下进行。其中，M是选自Mg、Ca、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、In、Sn、Ti、Pb、Cd、Hg和Y中的金属元素，并且X是选自卤离子、硝酸根和乙酸根中的一种或多种单价阴离子。A:B的比例在1:8内变化。然而，没有公开关于加合物与(Mn+)(X-)n的进一步反应。由大的有机阳离子和可配位到金属离子的阴离子形成的离子液体是本领域已知的。并且，通过加热加入到路易斯碱中的路易斯酸以形成加合物/离子液体是本领域熟知的。Xuewen等人,ChineseJournalofChemicalEngineering,2006,14,289-293描述了[bmim]Cl/[FeCl3]离子液体作为用于苯与1-十八碳烯烷基化的催化剂。类似地，ZHU等人,BulletinoftheCatalysisSocietyofIndia,2007,6,83-89公开了氯铝酸盐离子液体用于苯与烯烃和烷烃的混合物的烷基化的用途。美国专利第7285698号公开了使用复合离子液体作为催化剂的异丁烷和C4烯烃烷基化的方法。所述离子液体包括：阳离子，其是含烷基的胺或吡啶的氢卤化物，和阴离子，该阴离子是卤化铝和铜、铁、锌、镍、钴、钼或铂的卤化物或硫酸盐或硝酸盐的混合物。所有上述报道的离子液体和所述方法都具有所得离子液体具有高离子液体粘度的缺点。并且，通过仅将路易斯碱加入到金属盐中来制备一些离子液体需要加热。最重要的是，需要大量的现有技术的离子液体用于进行这样的反应。本公开通过公开离子液体-溶剂配合物克服了现有技术的缺点，其中，离子液体在与离子液体形成配合物的溶剂的存在下合成，并且具有各种优点，包括但不限于具有非常低的粘度，在该过程中不需要加热，更长的存放期和确保最小化使用反应所需的催化剂(离子液体)。本公开还提供了用于用更安全的均相酸催化剂进行苯的烷基化以生产改善的可生物降解的线性烷基苯的改进方法，并且在最少的改变或没有改变的情况下可以被改进用于基于HF的制造设备中。在本方法中使用的离子液体降低了线性烷基苯的烷基化所需的成本以及时间。从而，使烷基化的过程更快并且更便宜。
技术实现思路
技术问题本公开涉及离子液体-溶剂配合物，并且所述配合物中的溶剂包括但不局限于有机溶剂。在实施方式中，本公开所述的离子液体-溶剂配合物用于催化反应，其中所述离子液体-溶剂配合物使进行反应需要的离子液体的量最小化。在一些实施方式中，本公开涉及用于制备离子液体-溶剂配合物的方法，其中，所述在制备离子液体期间加入溶剂。在本公开的示例性实施方式中，当制备离子液体时加入所述溶剂，并且因此，不需要加热形成离子液体。如此制备的离子液体-溶剂配合物具有非常低的粘度，并且改善离子液体的传输性能从而克服了各种催化反应过程中的阻力。在本公开的一些实施方式中，离子液体-溶剂配合物适合于包括但不局限于，化学反应和生物反应，蓄电池或电池，处理污染的水，净化气体和作为催化剂、溶剂等的应用。附图说明为了可以容易地理解本公开，并实现实际效果，现在将参考如参考附图所示的示例性实施方式。将附图和下面的详细描述一起并入说明书中并且形成说明书的一部分，并且用于根据本公开进一步说明实施方式并解释各种原理和优点，其中：图1描述了表示在用苯与烯烃烷基化期间涉及的单元操作的顺序的流程图，其中：(M1)表示第一混合器；(M2)表示第二混合器；(S1)表示第一沉降器；(M3)表示第三混合器；(S2)表示第二沉降器；(PR)表示净化器，其可以是搅拌容器或离心分离器或填充有氧化铝以去除微量酸的填充柱；(S3)表示第三沉降器；(D1)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由式I表示的离子液体‑溶剂配合物，[UM

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.11 IN 2280/MUM/20141.一种由式I表示的离子液体-溶剂配合物，[UMiXj]S其中，[UMiXj]表示所述离子液体，以及S表示有机溶剂；其中，U表示选自酰胺、膦和氧化膦中的阳离子；[MiXj]表示阴离子，其中，M表示选自Al、Fe、Zn、Mn、Mg、Ge、Cu和Ni中的金属；X表示选自F、Cl、Br和I中的卤素；并且i和j表示1至6。2.如权利要求1所述的离子液体-溶剂配合物，其中，所述酰胺选自脲和二甲基甲酰胺，优选脲。3.如权利要求1所述的离子液体-溶剂配合物，其中，所述溶剂选自苯、甲苯、乙酸乙酯、乙醇、乙酸、丙酮、乙腈、丁醇、叔丁醇、四氯化碳、氯苯、氯仿、环己烷、1,2-二氯乙烷、庚烷、己烷、甲醇、二氯甲烷、硝基甲烷、戊烷、丙醇和二甲苯。4.如权利要求1所述的离子液体-溶剂配合物，其中，所述溶剂是苯或甲苯。5.如权利要求1所述的离子液体-溶剂配合物，其中，所述溶剂与[UMiXj]形成包合物。6.如权利要求1所述的离子液体-溶剂配合物，其中，所述[UMiXj]S是[脲-AlCl3]-苯。7.一种用于制备如权利要求1所述的离子液体-溶剂配合物的方法，其中，所述方法包括以下步骤：a.在氮气氛下将有机溶剂加入到装满阳离子的烧瓶中，并且搅拌反应混合物大约10分钟至50分钟的时间段；b.将所述烧瓶浸入在保持大约10-40℃温度的水浴中，并且在缓慢搅拌所述反应混合物大约10-50分钟的时间段下加入阴离子；和c.搅拌所述反应混合物大约2至6小时以获得所述离子液体-溶剂配合物。8.如权利要求7所述的方法，其中，步骤a)和b)的搅拌进行大约30分钟的时间段，以及步骤c)的搅拌进行大约2至3小时的时间段。9.如权利要求7所述的方法，其中，所述溶剂与[UMiXj]形成包合物。1...

【专利技术属性】
技术研发人员：帕拉苏维拉·乌帕拉，维韦克·拉耶，帕万库马尔·阿杜里，维布胡第·杜克汉德，
申请(专利权)人：瑞来斯实业公司，
类型：发明
国别省市：印度,IN