专利名称：一种以环酰胺类离子液体催化制备聚甲醛二甲醚的方法
技术领域：
本发明涉及一种以环酰胺类离子液体为催化剂，催化三聚甲醛和甲醇或三聚甲醛和甲缩醛制备聚甲醛二甲醚的方法，属于离子液体催化技术领域。
背景技术：
作为柴油添加剂的聚甲醛二甲醚是一类物质的通称，分子式CH3(CH2O)nCH3，其中η等于2 11，它们具有高的十六烷值(平均高达76)和高的含氧量(459Γ4990，且与柴油的互溶性好，适宜做油品添加剂的一般为3 < η < 8的聚甲醛二甲醚(DMM3_8)，与柴油的调和品质高于超低硫柴油，在柴油中添加10%-30%，能够大幅度减少N0X、CO和烟尘的排放，降低50%以上的尾气污染，并能显著的增加柴油的润滑性，因此被认为是一种极具应用前景的的环保型燃油添加组分。 US5746785描述了 n=l 10的聚甲醛二甲醚的制备方法，该方法通过一份甲缩醛和五份低聚甲醛在O. 1% (w)甲酸存在下在15(T240°C反应，或者通过一份甲醇和三份低聚甲醛在15(T240°C反应，所得的聚甲醛二甲醚可以5 30重量％的量加入柴油机燃料中。EP-A1070755描述了一种通过甲缩醛和低聚甲醛在三氟磺酸存在下制备分子中具有2-6个甲醛单元的聚甲醛二甲醚。这样以94. 8%的选择率形成其中n=2-5的聚甲醛二甲醚，二聚体(n=2)的获得率为49. 6%，所得的聚甲醛二甲醚以Γ11重量％的量加入到柴油燃料中。BASF公司报道了液体酸催化合成DMM3_8工艺(W02006/045506A1 )，使用硫酸、三氟甲磺酸为催化剂，甲醇、甲缩醛、多聚甲醛、三聚甲醛等为原料，得到了 n=l 10的系列产物，但是催化剂对设备具有腐蚀性，产物分布不尽合理，转化率和可用于油品添加剂的组分DMM3_8低于30%，同时分离也比较困难。中科院兰化所在专利CN101182367中报道了以甲醇和三聚甲醛为反应物，选择离子液体为催化剂，在较为温和的条件下，催化合成聚甲醛二甲醚；其中离子液体的阳离子部分选自咪唑阳离子、吡啶阳离子、季铵盐阳离子、季膦盐阳离子中的一种，阴离子部分选自对甲基苯磺酸根、三氟甲基磺酸根、甲基磺酸根、硫酸氢根、三氟乙酸根中的一种。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在催化剂活性较低、制备过程复杂等缺点，而提供一种聚甲醛二甲醚的制备方法。发明的思想是采用三聚甲醛和甲醇或三聚甲醛和甲缩醛为原料，选择环酰胺类离子液体为催化剂，在较为温和的条件下，催化合成聚甲醛二甲醚。反应可以通过下式来表示
权利要求
1.一种聚甲醛二甲醚的制备方法，其特征在于按照下述步骤进行环酰胺类离子液体为催化剂，以三聚甲醛和甲醇或三聚甲醛和甲缩醛为原料，在反应温度8(T15(TC，反应初始压力0. 5^4MPa条件下催化制备聚甲醛二甲醚。
2.根据权利要求I所述的一种聚甲醛二甲醚的制备方法，其特征在于其中所述的离子液体为环酰胺类离子液体，化学结构通式为
3.根据权利要求I所述的一种聚甲醛二甲醚的制备方法，其特征在于其中所述的催化剂用量为总反应物质量0. Of 10%。
4.根据权利要求I所述的一种聚甲醛二甲醚的制备方法，其特征在于以三聚甲醛和甲醇为原料，其中三聚甲醛和甲醇的质量比为I :0. I 5。
5.根据权利要求I所述的一种聚甲醛二甲醚的制备方法，其特征在于或者以三聚甲醛和甲缩醛为原料，其中三聚甲醛和甲缩醛的质量比为I :0. 5 10。
6.根据权利要求2所述的一种聚甲醛二甲醚的制备方法，其特征在于其中m=0、3或4。
全文摘要
本发明涉及一种以环酰胺类离子液体催化制备聚甲醛二甲醚的方法，属于离子液体催化技术领域。该方法采用三聚甲醛和甲醇或三聚甲醛和甲缩醛为原料，以环酰胺类离子液体为催化剂，催化制备聚甲醛二甲醚；反应结束后，离子液体与产物可自动分相。本发明采用的离子液体制备过程简单，价格便宜。本发明具有如下优点(1)催化剂催化活性高，用量少；(2)催化剂毒性低，易被生物降解(3)反应条件较为温和，反应时间短；(4)反应过程简单，反应后产物分布好，原料利用率高。
文档编号C07C41/50GK102786396SQ20121024858
公开日2012年11月21日 申请日期2012年7月18日 优先权日2012年7月18日
发明者任庆功, 何明阳, 李为民, 赵强, 邱玉华, 陈群 申请人:常州大学