专利名称：包含两性离子和/或酸功能化的离子液体的钯催化剂体系的制作方法
技术领域：
本发明涉及催化剂体系，尤其是含有钯(Pd)和两性离子和/或酸功能化的离子液体以及一种或更多种膦配体的催化剂体系。这样的催化剂体系适用于例如羧化反应、烷氧羰基化反应和/或聚合反应，包括负载离子液体相(SILP)应用。
背景技术：
甲基丙烯酸甲酯(MMA)是具有式CH2 = C(CH3)CO2CH3的有机化合物。该无色液体是甲基丙烯酸(MAA)的甲酯，是大规模制造的用于生产聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)例如plexiglass 的单体。
权利要求
1.一种催化剂体系，包括钯(Pd)催化剂和a)两性离子；和/或b)酸功能化的离子液体，和c)一种或更多种膦配体。
2.根据权利要求I所述的催化剂体系，其中所述Pd催化剂包括溶解的Pd配合物，任选地由一种或更多种配合物前体来提供或形成，任选地由一种或更多种钯(II)或钯(O)配合物前体来提供或形成，并且任选地，其中所述配合物前体为Pd(CH3COO)2、PdCl2,Pd (CH3C0CHC0CH3)、Pd (CF3COO) 2、Pd (PPh3) 4 或 Pd2 ( 二亚苄基丙酮)3。
3.根据权利要求I或2所述的催化剂体系，其中所述两性离子选自1-(4-磺酰基丁基)吡啶M、1-(4-磺酰基丁基)3-甲基咪唑镦、1-(4-磺酰基丁基)三乙铵和1-(4-磺酰基丁基)三苯基磷徽。
4.根据前述权利要求中任一项所述的催化剂体系，其中所述一种或更多种膦配体选自单膦、双膦、单齿膦、三苯基膦、三己基膦、三环己基膦、三-邻-甲苯基膦、二齿膦、1，2-双(~■叔丁基勝基)乙烧、I，2_双(_■苯基勝基)乙烧和I, 2_双((_■叔丁基勝基)甲基)苯，以及它们的任意衍生物、组合和/或混合物。
5.根据前述权利要求中任一项所述的催化剂体系，还包括一种或更多种无机和/或有机布朗斯台德酸。
6.根据前述权利要求中任一项所述的催化剂体系，其中所述体系包括一种或更多种膦、一种或更多种两性离子和一种或更多种酸。
7.根据前述权利要求中任一项所述的催化剂体系，还包括一种或更多种溶剂和/或一种或更多种离子液体，其中所述离子液体是在反应条件下熔化的盐。
8.根据前述权利要求中任一项所述的催化剂体系，包括(a)Pd催化剂；和(b)—种或更多种酸功能化的离子液体；以及任选地，其中所述体系除所述功能化的离子液体之外不包括任何其他的酸。
9.根据权利要求8所述的催化剂体系，其中所述酸功能化的离子液体包括一种或更多种阳离子A和一种或更多种阴离子B的组合，所述酸功能化的离子液体具有式[ΑΗ] + [ΒΓ或[A] +[BH]-,以及任选地，其中H是源自pKa小于5的布朗斯台德酸的质子。
10.根据权利要求9所述的催化剂体系，其中所述酸功能化的离子液体选自1-(4-磺酰基丁基)吡啶鶴硫酸氢盐、I-(4-磺酰基丁基)三乙铵硫酸氢盐、I-(4-磺酰基丁基)咪唑偷硫酸氢盐、I-(4-磺酰基丁基)咪唑偷甲磺酸盐和1-(4-羧基丁基)咪唑偷盐酸盐，包括它们的任意组合。
11.根据权利要求8-10中任一项所述的催化剂体系，还包括一种或更多种两性离子和一种或更多种膦。
12.根据前述权利要求中任一项所述的催化剂体系，其催化以下反应Rr1Rr2C = CHRr3+C0+Rr40H — Rr1Rr2CH-CHRr3COORr4其中RY Rr2> Rr3和Rlr4能够独立地选自H、CH3> CH3CH2、烷基、芳基、环状基团、C1-C20烷基、C6-C18芳基、任选地包含一个或更多个杂原子的具有4-12个碳原子的环状基团，例如在所述环状基团的环中的氮< =2-100, 000或更大；并且nf大于rf ;以及任选地，其中R\、Rr2和Rr3为H，并且Rr4为CH3。
13.根据权利要求1-11中任一项所述的催化剂体系，其催化以下反应nr (Rr1Rr2C = CHRr3) +mrCO — (-Rr1Rr2C-CHRr3-CO-) nr+ (mr-nr) CO其中RY Rr2> Rr3和Rlr4能够独立地选自H、CH3> CH3CH2、烷基、芳基、环状基团、C1-C20烷基、C6-C18芳基、任选地包含一个或更多个杂原子的具有4-12个碳原子的环状基团，例如在所述环状基团的环中的氮< =2-100, 000或更大；并且nf大于rf ;以及任选地，其中R\、Rr2和Rr3为H，并且Rr4为CH3。
14.根据权利要求1-11中任一项所述的催化剂体系，其中所述体系包括两相体系，并且其中所述Pd催化剂和所述反应产物基本上包含于不同的相中；以及任选地，其中所述体系除了一种或更多种基质和/或一种或更多种反应产物之外不包含挥发性化合物。
15.根据权利要求1-11中任一项所述的催化剂体系，其中所述催化剂是负载离子液体相(SILP)催化剂；任选地，其中所述SILP催化剂负载在多孔载体上；任选地其中所述催化活性Pd以至多25重量％，优选至多10重量％的量存在，任选地其中所述多孔载体选自二氧化硅、有机聚合物、碳、沸石、粘土、氧化铝、二氧化钛、氧化锆，以及它们的任意衍生物、混合物和组合；任选地包含以至多66重量％，优选至多33重量％的量存在的离子液体。
16.根据权利要求1-11中任一项所述的催化剂体系在烷氧羰基化反应、羧化反应和/或共聚反应中、任选地在丙酸甲酯和/或丙酸的制备中、任选地在形成甲基丙烯酸甲酯和/或甲基丙烯酸的工艺中的用途。
17.根据权利要求1-11中任一项所述的催化剂体系用于催化以下反应的用途Rr1Rr2C = CHRr3+C0+Rr40H — Rr1Rr2CH-CHRr3COORr4其中RY Rr2> Rr3和Rlr4能够独立地选自H、CH3> CH3CH2、烷基、芳基、环状基团、C1-C20烷基、C6-C18芳基、任选地包含一个或更多个杂原子的具有4-12个碳原子的环状基团，例如在所述环状基团的环中的氮< =2-100, 000或更大；并且nf大于rf ;以及任选地，其中R\、Rr2和Rr3为H，并且Rr4为CH3。
18.根据权利要求1-11中任一项所述的催化剂体系用于催化以下反应的用途nr (Rr1Rr2C = CHRr3) +mrC0 — (-Rr1Rr2C-CHRr3-CO-) nr+ (mr-nr) CO其中RY Rr2> Rr3和Rlr4能够独立地选自H、CH3> CH3CH2、烷基、芳基、环状基团、C1-C20烷基、C6-C18芳基、任选地包含一个或更多个杂原子的具有4-12个碳原子的环状基团，例如在所述环状基团的环中的氮< =2-100, 000或更大；并且nf大于rf ;以及任选地，其中R\、Rr2和Rr3为H，并且Rr4为CH3。
19.一种用于催化以下反应的方法Rr1Rr2C = CHRr3+C0+Rr40H — Rr1Rr2CH-CHRr3COORr4其中RY Rr2> Rr3和Rlr4能够独立地选自H、CH3> CH3CH2、烷基、芳基、环状基团、C1-C20烷基、C6-C18芳基、任选地包含一个或更多个杂原子的具有4-12个碳原子的环状基团，例如在所述环状基团的环中的氮< =2-100, 000或更大；并且nf大于rf ;以及任选地，其中R\、Rr2 和 Rlr3 为 H，并且 Rlr4 为 CH3,所述方法包括使用根据权利要求1-11中任一项所述的催化剂体系。
20.一种用于催化以下反应的方法nr (Rr1Rr2C = CHRr3) +mrC0 — (-Rr1Rr2C-CHRr3-CO-) nr+ (mr-nr) CO其中RY Rr2> Rr3和Rlr4能够独立地选自H、CH3> CH3CH2、烷基、芳基、环状基团、C1-C20烷基、C6-C18芳基、任选地包含一个或更多个杂原子的具有4-12个碳原子的环状基团，例如在所述环状基团的环中的氮< =2-100, 000或更大；并且nf大于rf ;以及任选地，其中R\、 Rr2 和 Rlr3 为 H，并且 Rlr4 为 CH3,所述方法包括使用根据权利要求1-11中任一项所述的催化剂体系。
全文摘要
本发明涉及催化剂体系，尤其是含有钯(Pd)、两性离子和/或酸功能化的离子液体以及一种或更多种膦配体的催化剂体系，其中所述Pd催化剂可通过配合物前体如Pd(CH3COO)2、PdCl2、Pd(CH3COCHCOCH3)、Pd(CF3COO)2、Pd(PPh3)4或Pd2(二亚苄基丙酮)3提供。这种催化剂体系可用于例如烷氧羰基化反应、羧化反应和/或用于共聚反应中，例如制备丙酸甲酯和/或丙酸，任选地用于形成甲基丙烯酸甲酯和/或甲基丙烯酸的工艺中。根据本发明的催化剂体系适用于形成可分离的产品和催化剂相的反应以及负载离子液体相SILP的应用。
文档编号C07C51/00GK102625731SQ201080045209
公开日2012年8月1日 申请日期2010年9月1日 优先权日2009年9月3日
发明者安德斯·里萨厄, 拉斯穆斯·费尔曼, 爱德华多·J·加西亚苏亚雷斯, 雄建民 申请人:丹麦科技大学