专利名称：用离子液体催化剂制备丁二酸二甲酯的方法
技术领域：
本发明涉及一种用离子液体催化剂制备丁二酸二甲酯的方法，属于有机化学反应方法的技术领域。
背景技术：
丁二酸二甲酯是一种重要的化工产品，主要应用在食品、化工、医药行业。传统的丁二酸二甲酯主要是由丁二酸、顺酐与甲醇通过酯化反应制得的。传统的酯化方法大多采用硫酸、磷酸等无机酸作为催化剂来实现，但是反应后残余的废酸会造成环境污染。离子液体是近年来日益受到关注的一类环境友好型试剂，具有稳定性好，不挥发，与有机物溶解性可调等优点。离子液体是一种在室温下以液体形式存在的一种盐，具有许多特殊的性质，如其饱和蒸汽压非常低几乎为零，能溶解许多无机物和有机物，没有腐蚀 性，可以通过调配其阴阳离子的种类及数量制备出不同的离子液体。目前关于离子液体的种类和所涉及的领域也越来越多。有文献报道以铝酸盐离子液体为催化剂和反应介质实现了醇酸酯化反应，但是这类离子液易于水解；近几年有文献报道了对水比较稳定的咪唑、吡啶类质子酸离子液体广泛应用于酸催化酯化反应，这类催化剂具有较好的催化酯化反应活性和重复实用性。专利CN1405140报道了利用离子液体[Hmin]+BF4-为催化剂和溶剂，进行酯化反应的脂肪酸或芳香酸和直链醇经过搅拌，加热，静置，重力沉降，分液得酯化产品，转化率达到了 80-100%，选择性为100%。专利CN101172949A公开了一种磺酸基功能化吗啡啉季铵盐离子液体催化酯化的方法，特征是以磺酸基功能化的吗啡啉季铵盐离子液体为酯化反应的催化剂、溶剂和脱水剂，加入量为醇和酸的总摩尔的O. 5-100%，在10-140°C反应O. 5-12小时，酸的转化率为86. 3%，酯的选择性达到了 100%。
发明内容
本发明提供了一种以离子液体催化制备丁二酸二甲酯的方法，该方法克服了现有技术以稀硫酸为催化剂时对环境的污染以及对设备的腐蚀问题，以及固体酸催化剂催化方法中反应条件苛刻，酯化产物收率低的问题。本发明提供了一种使丁二酸单甲酯和甲醇酯化制备丁二酸二甲酯的方法，其特征在于，使用丁二酸单甲酯和醇作为反应物，以咪唑、吡啶类离子液体作为催化剂，在氮气气氛下，反应压力为O. l_3Mpa,反应温度为9(Tl50°C,反应时间为6_12h,离子液体、丁二酸单甲酯、醇的摩尔比为(O. 1-2) :1: (1-10)，其中，所述的离子液体催化剂为对水稳定、呈酸性的咪唑、吡啶类离子液体，所述咪唑类阳离子的结构如下所示
权利要求
1.一种使丁二酸单甲酯和甲醇酯化制备丁二酸二甲酯的方法，其特征在于，使用丁二酸单甲酯和醇作为反应物，以咪唑、吡啶类离子液体作为催化剂，在氮气气氛下，反应压力为0. l_3Mpa,反应温度为9(Tl50°C,反应时间为6_12h,离子液体、丁二酸单甲酯、醇的摩尔比为(0. 1-2) :1: (1-10)， 其中，所述的离子液体催化剂为对水稳定、呈酸性的咪唑类或吡啶类离子液体， 所述咪唑类阳离子的结构如下所示
2.根据权利要求I所述的方法，其中，所述离子液体催化剂为对甲苯磺酸I-乙基-3-甲基咪唑盐离子液体，所述反应压力为IMpa，反应温度为100°C，反应时间为10h。
3.根据权利要求I所述的方法，其中，所述离子液体催化剂为I-羧甲基-3-乙基咪唑四氟硼酸盐离子液体，所述反应压力为IMpa，反应温度为100°C，反应时间为12h。
4.根据权利要求I所述的方法，其中，所述离子液体催化剂为I-羧甲基-3-乙基咪唑硫酸盐离子液体，所述反应压力为0. IMpa,反应温度为120°C,反应时间为10h。
5.根据权利要求I所述的方法，其中，所述离子液体催化剂为I-羧甲基-3-乙基咪唑碳酸盐离子液体，所述反应压力为IMpa，反应温度为120°C，反应时间为9h。
6.根据权利要求I所述的方法，其中，所述离子液体催化剂为对甲苯磺酸I-乙基-2-甲基吡啶盐离子液体，所述反应压力为IMpa，反应温度为100°C，反应时间为10h。
7.根据权利要求I所述的方法，其中，所述离子液体催化剂为I-甲基-2-乙基吡啶四氟硼酸盐离子液体，所述反应压力为IMpa，反应温度为100°C，反应时间为12h。
8.根据权利要求I所述的方法，其中，所述离子液体催化剂为I-羧甲基-3-乙基吡啶硫酸盐离子液体，所述反应压力为0. IMpa,反应温度为120°C,反应时间为10h。
9.根据权利要求I所述的方法，其中，所述离子液体催化剂为I羧甲基-3-乙基吡啶碳酸盐离子液体，所述反应压力为IMpa,反应温度为120°C,反应时间为9h。
全文摘要
本发明提供了一种用离子液体催化剂制备丁二酸二甲酯的方法。具体而言，本发明涉及一种使丁二酸单甲酯和甲醇酯化制备丁二酸二甲酯的方法，该方法使用丁二酸单甲酯和醇作为反应物，以咪唑、吡啶类离子液体作为催化剂，在氮气气氛下，反应压力为0.1-3Mpa，反应温度为90~150℃，反应时间为6-12h，离子液体、丁二酸单甲酯、醇的摩尔比为(0.1-2):1:(1-10)。该方法所用的催化剂的制备工艺简单，原料易得，制备过程中无副产物，反应转化率高，选择性好，所需的设备少，成本低，适用于大规模工业化生产。
文档编号C07C67/08GK102757344SQ20121025151
公开日2012年10月31日 申请日期2012年7月19日 优先权日2012年7月19日
发明者刘康, 孙长江, 张新志, 张英伟 申请人:北京旭阳化工技术研究院有限公司