专利名称：磺酸基功能化己内酰胺酸性离子液体及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种化工产品及其制备技术，具体为一种磺酸基功能化己内酰胺 Br (tnsted (布朗斯特酸)酸性离子液体及其制备方法。
背景技术：
室温离子液体以其独特的物理、化学性质，如不挥发、不可燃、比较宽的液 态温度范围、可调的溶解性、可循环使用及优良的电化学性质，已被成功的用于有机合成、 电化学及材料科学等诸多领域。室温下离子液体的各种性能取决于阴、阳离子的结构。原 则上，可以根据要求设计室温离子液体，通过改变阳离子以及阴离子的种类，能够得到许多 室温离子液体，因此室温离子液体的品种繁多。Br (tnsted酸功能化离子液体具有取代工业酸催化材料的潜力，它具有无机 液体酸和固体酸的优点不仅流动性好，酸性密度高、酸强度分布均勻；而且热稳定性 高、没有挥发性，可以重复使用等优点。同时它的酸性强度可以根据需要进行调节，从 而有利于催化机理的深入研究和催化剂的优化(Duan ZY, Gu YL, et al. . Journal of molecular catalysis, Neutral ionic liquid [BMIm]BF4 promoted highly selective esterif ication of tertiary alcohols by acetic anhydride[J]. 2006,246 (2) 70-75.)。而离子液体的物理性质与催化机理有着紧密的联系。近些年国内外关于离子液体的单个理化性质，如熔点、密度、溶解性等研究较多。 N-甲基-3-丁基咪唑氟硼酸盐室温离子液体是应用较多的一种离子液体，Duan研究了 18 个该类离子液体的相行为，并进行热重分析。热重分析表明，18种离子液体在13(T320 C 失重3. 5%，但在32(Γ360 C均无失重，在36(Γ450 C逐步分解。N-甲基-3-丁基咪唑氟硼 酸盐离子液体室温可溶于水，但在0 C时在水中溶解度会下降而产生相分离现象。叶天旭 等(现代化工，烷基咪唑类室温离子液体的合成及溶解性能研究[J]. 2003,23 :117-119.) 研究了双烷基咪唑氟硼酸盐室温离子液体[R1R2LiJBF4的溶解性能，考察了含有不同碳原子 数的取代烷基咪唑氟硼酸盐室温离子液体与常用溶剂的互溶性。结果表明，N-甲基-3-甲 基咪唑氟硼酸盐室温离子液体能与水、甲醇、丙酮、氯仿等互溶，不溶于正庚烷、正己烷、环 己烷等烃类溶剂。刘秀梅(大连理工大学博士学位论文，SO3H-功能化离子液体的合成及催化性能的 研究.2008-6-1,49-50.)制备出一系列咪唑、吡啶及季铵盐类磺酸功能化酸性离子液体， 并用Hammett指示剂与紫外联用法测定其酸强度，酸函数值在1. 4(Tl. 60之间，显示其具有 强酸性。另有Chen (USP0293954，2008.)报道了用Br Φ nsted酸性离子液体催化甲醛制备 三氧六环的合成工艺，此方法得到的产物三氧六环浓度高，副产物少，缺点是其中所研究的 离子液体多为基于咪唑、吡啶为阳离子等的酸性功能化离子液体，此类离子液体成本较高， 不利于实现工业化生产。钱德胜等人(精细化工中间体，己内酰胺苯磺酸类离子液体的合 成及用于催化甲苯选择性硝化反应的研究[J].2007，37(l) :58-60)报道了己内酰胺苯磺 酸类离子液体的合成。而目前关于磺酸基功能化己内酰胺Br (tnsted酸性离子液体的制备
3未见报道。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述现有技术中的不足，提供一种新型磺酸基功能化己 内酰胺Br (tnsted酸性离子液体及其制备方法，该类型离子液体比咪唑、吡啶类离子液体 成本低，易降解，对环境更友好，有望代替传统的浓硫酸等强腐蚀性催化剂；制备方法具有 操作简单，产品收率高，易于工业化实施等特点。本发明解决所述离子液体技术问题的技术方案是，一种磺酸基功能化己内酰胺 Br Φ nsted酸性离子液体，该离子液体具有以下结构通式
权利要求
1.磺酸基功能化己内酰胺酸性离子液体，其特征在于具有以下结构通式 O
2.磺酸基功能化己内酰胺酸性离子液体的制备方法，其特征在于其制备方法按照下述 步骤进行(1)先将已内酰胺溶于水，其浓度为5 10mol/L，再加入1，4-丁烷磺内酯进行反应，其 中已内酰胺与1，4_ 丁烷磺内酯的摩尔比为1:1. 1，反应温度为25 (Γ80 C，反应时间为 6 24h ；(2)加入HB酸及无水乙腈，回流反应4飞h，将得到的液体蒸去溶剂，用甲苯洗涤，以除 去非离子残余物，70 C真空干燥，得无色透明粘稠液体即为目的产物，其中所述的HB酸为 硫酸、甲苯磺酸、甲酸、磷酸或醋酸，其中已内酰胺与HB酸的摩尔比为1 :1，其中已内酰胺与 无水乙腈的摩尔比约为1 :8。
全文摘要
本发明涉及一种化工产品及其制备技术，即磺酸基功能化己内酰胺酸性离子液体及其制备方法。该离子液体具有以下结构通式，其中B-选自以下阴离子硫酸氢根、对甲苯磺酸根、甲酸根、磷酸根、醋酸根。将浓度为5~10mol/L的已内酰胺水溶液先与1，4-丁烷磺内酯按摩尔比为11.1混合反应，反应温度为25 C~80 C，反应时间为6~24h；再与配对阴离子B-的共轭酸按摩尔比为11反应4~6h而得到。本发明原料价格便宜易得，合成步骤简便，易于推广使用。可根据需要调节阴离子的种类，满足不同的酸度，具有较强的可调性。合成的离子液体比咪唑、吡啶类离子液体易降解，对环境更加友好，可重复使用。
文档编号C07D223/08GK102120728SQ20111000347
公开日2011年7月13日 申请日期2011年1月10日 优先权日2011年1月10日
发明者何明阳, 吕琳, 尹芳华, 陈群 申请人:常州大学