专利名称：碱性固载化离子液体催化的3-氯-2-羟丙基-三甲基氯化铵的合成方法
碱性固载化离子液体催化的3-氯-2-羟丙基-三甲基氯化铵的合成方法
技术领域：
本发明涉及一种碱性固载化离子液体催化的3-氯-2-羟丙基-三甲基氯化铵的合成方法。
背景技木离子液体作为ー种新型功能材料，对化学、化工领域产生了深远的影响，并迅速成为绿色化学的ー个重要内容。近年来，碱性功能化离子液体日益受到人们的重视，其结构特点是其有机阳离子或无机阴离子上具有Bronted或Lewis碱性单元，由于离子液体所表现的强溶解性、近乎为零的蒸汽压等特殊性质，使其在有机转化过程中可同时作为反应介质与催化剂，从而实现均相反应过程，但其当前存在的不足是1)离子液体的成本过高；2)离子液体循环使用中损失较大等。阻碍了碱性离子液体的进ー步的エ业应用，为此人们发展出离子液体的固载化方法，其主要有键合法和包理法ニ种方法，其中硅胶包理法具有简便易行的优点受到人们的重视[4]。硅胶包理法以正硅酸こ酯为硅源，以こ醇等作为有机溶剂在酸性或碱性条件下控制水解生成凝胶，而将离子液体包埋于所形成的三维网格中，最后减压除去有机溶剂得到固相硅胶。正硅酸こ酯水解成凝胶的过程为复杂的水解和缩合的过程，其最终是生成具有硅氧单键的三维网络结构，由于网络结构单元大小在近纳米级，且微小的孔腔间又有微小的孔道通到硅胶的表面，使底物分子可以自由进入，生成的产物分子又可顺利出来。3-氯-2-羟丙基-三甲基氯化铵(CTA)作为重要的阳离子醚化剂，可应用于油田化学品、乳化剤、硬水软化剂、织物抗静电剂、电镀液的分散剂、印染助剂等。当前其最主要的应用是与淀粉反应制备应用于造纸エ业所需的阳离子淀粉[I]。CTA的合成方法根据反应原料的分为ー步法和ニ步法一步法以三甲胺盐酸盐(TMAC)和环氧氯丙烷(ECH)为原料，一步反应合成CTA，反
应式如下
权利要求
1.一种碱性固载化离子液体催化的3-氯-2-羟丙基-三甲基氯化铵的合成方法，其特征在于包括下述步骤 步骤a、离子液体的固载化该离子液体为I-丁基-3-甲基咪唑氢氧根盐或I-丁基-3-甲基咪唑乙酸根盐，将离子液体固载化后得到固载化离子液体； 步骤b、低温和室温二阶段进行将反应物料按质量比为三甲胺盐酸盐水固载化离子液体=10 6 8. 5 I加入反应釜中充分搅拌，体系温度降至0 15°C开始滴加ECH，当摩尔比ECH :三甲胺盐酸盐=0.95 1.05 I时，保温反应至体系的pH值9 10，此时体系成为均相，升温至室温继续反应，至体系的pH值降至7 8时反应结束； 步骤C、过滤分离得到液相初产物和固载化离子液体催化剂，液相初产物转入下一步骤进行减压蒸馏，固载化离子液体催化剂无需处理直接循环使用； 步骤d、固体3-氯-2-羟丙基-三甲基氯化铵的合成将液相初产物减压蒸馏至固体产物完全析出，然后冷却至室温、加入有机溶剂充分淋洗、最后经真空干燥得到固体产物，该固体产物主要成份即固体3-氯-2-羟丙基-三甲基氯化铵，其中有机杂质环氧氯丙烷、I,3-二氯丙醇含量总和为Oppm。
2.根据权利要求I所述的碱性固载化离子液体催化的3-氯-2-羟丙基-三甲基氯化铵的合成方法，其特征在于所述步骤a的离子液体的固载化是通过硅胶包埋法得到将正硅酸乙酯加热至30 75°C后，依次加入乙醇、所述离子液体、氨水溶液控制体系的pH值在8 9，完全凝胶后于室温下老化12小时以上，然后抽滤、真空干燥得到固体物，固体物再经有机溶剂于索氏提取器中提取4小时以上，干燥至恒重，得到固载化离子液体，该固载化离子液体的负载量为5 75%,其为尚子液体/凝胶干基的质量百分比。
3.根据权利要求2所述的碱性固载化离子液体催化的3-氯-2-羟丙基-三甲基氯化铵的合成方法，其特征在于所述步骤a中的有机溶剂为乙醚或氯仿。
4.根据权利要求I所述的碱性固载化离子液体催化的3-氯-2-羟丙基-三甲基氯化铵的合成方法，其特征在于所述步骤d中的蒸馏时的真空度为740 760mmHg，蒸馏温度40 80°C。
5.根据权利要求I所述的碱性固载化离子液体催化的3-氯-2-羟丙基-三甲基氯化铵的合成方法，其特征在于所述步骤c中的固载化离子液体催化剂循环使用1-3次，催化活性保持不变。
6.根据权利要求I所述的碱性固载化离子液体催化的3-氯-2-羟丙基-三甲基氯化铵的合成方法，其特征在于所述步骤d中的有机溶剂为丙酮、氯仿或乙醚。
全文摘要
本发明提供了一种碱性固载化离子液体催化的3-氯-2-羟丙基-三甲基氯化铵的合成方法，包括步骤a、离子液体的固载化得到固载化离子液体；步骤b、将反应物料按质量比为三甲胺盐酸盐∶水∶固载化离子液体＝10∶6～8.5∶1加入反应釜中充分搅拌，体系温度降至0～15℃开始滴加ECH，当摩尔比ECH∶三甲胺盐酸盐＝0.95～1.05∶1时，保温反应至体系的pH值9～10，升温至室温继续反应，至体系的pH值降至7～8时反应结束；步骤c、过滤分离得到液相初产物，固载化离子液体催化剂直接循环使用；步骤d、将液相初产物减压蒸馏至固体产物完全析出，冷却至室温、加入有机溶剂充分淋洗、最后经真空干燥得到固体产物3-氯-2-羟丙基-三甲基氯化铵。该合成方法具有反应条件温和、催化剂易回收并可循环使用、产物有机杂质低的特点。
文档编号B01J31/02GK102617365SQ20121006007
公开日2012年8月1日 申请日期2012年3月8日 优先权日2012年3月8日
发明者刘代城, 李心忠, 林棋 申请人:闽江学院