专利名称：一种制备缩醛或缩酮方法
技术领域：
本发明涉及一种制备缩醛或缩酮的方法。
背景技术：
室温离子液体系指在室温或近于室温情况下以阴阳离子为主体的熔盐体系，它们具有热稳定性好，液态温度范围宽，蒸汽压低，可在较高温度下工作，对多种有机无机材料都有良好的溶解能力，而组成室温离子液体的离子基本不存在配位能力等特点。室温离子液体作为质子惰性介质，不含水，不存在水化，水解，析氢等问题，避免了高温熔盐的弊端，也不象有机溶剂那样易燃和导电性差。80年代早期英国BP公司和法国的IFP等研究机构，开始探索室温离子液体作为溶剂与催化剂的可能性。同时，由于离子液体本身具有很强的可设计性，这就使得我们可以根据不同的反应设计不同的离子液体催化剂体系。
醇与醛反应制缩醛或缩酮是有机合成中的一个重要过程，在有机合成中作为羰基保护的方法具有广泛的用途。与此同时，缩醛或缩酮作为反应中间体在合成光学纯药物、农药、香料等方面的用途引起了人们的广泛重视。在以往的研究中，各种质子酸、路易斯酸被广泛的用做缩醛或缩酮反应的催化剂。由于这一类催化剂存在对设备腐蚀、环境污染严重且分离回收、重复使用困难等问题，如何研究环境友好，可以重复使用的缩醛或缩酮催化剂便成为人们研究的重点。近来，各种过渡金属和贵金属的配合物开始被用做缩醛或缩酮反应的催化剂并取得了不错的结果。但是，贵金属配合物催化剂体系比较昂贵且容易发生分解，其重复使用十分困难。从已有的文献报道来看，缩醛或缩酮反应要求催化剂具有合适的酸碱位置和结构，这就使得我们可以根据缩醛或缩酮反应的要求合成新的、高效的、环境友好的缩醛或缩酮催化剂。
发明内容
本发明的目的是提供一种制备缩醛或缩酮的方法。
一种制备缩醛或缩酮的方法，该方法使用酸功能的离子液体为催化剂催化醛或酮和醇反应制备相应的缩醛或缩酮。
本发明所用酸功能离子液体为咪唑盐或吡啶盐，其中咪唑盐阳离子结构式为 吡啶盐阳离子结构式为 其中a为0-15之间的整数，b为0-15之间的整数；咪唑盐或吡啶盐的阴离子为氯、溴、碘、氟硼酸根、氟磷酸根、三氟醋酸根、醋酸根和三氟甲磺酸根中的一种。
本发明所用醛或酮的结构式为 本发明所用醇的结构式为 其中c为0-14之间的整数，d为0到14之间的整数。
本发明所用醛或酮与醇的摩尔比为1∶2-1∶10。
本发明所述方法，其特征在于醛或酮与离子液体的体积比为100∶1-1∶1。
本发明所述方法，其特征在于该反应的反应温度为0℃-50℃。
本发明所述方法，其特征在于该反应的反应时间为0.2-3小时。
本发明所用的离子液体的制备方法，可参见文献(P.Bonhte，A.P.Dias，N.Papageorgiou，et al Inorg.Chem.1996，35，1168及P.A.Z.Suarez，J.E.L.Dulius，S.Einloft，et al Polyhedron 1996，15，1217)。
本发明与传统催化剂和反应工艺比较具有以下优点1.离子液体同时作为反应介质和催化剂2.催化剂体系简单，除离子液体外不加入其它溶剂和催化剂；3.反应操作简单易行；4.分离简单、纯度高；5.离子液体可以循环使用。
具体实施例方式
实施例1-4将2ml丁醛、5ml异戊醇和1ml氯化1-乙酸基-3丁基-咪唑离子液体加入到25ml的圆底烧瓶中。于15℃搅拌1.5小时。然后分析其转化率、选择性和收率(实施例13)。离子液体重复使用3次(实施例14-16)。
表1 离子液体催化丁醛与异戊醇反应制丁醛缩2-异戊醇
实施例5将2ml丁醛、5ml异戊醇和1ml氯化1-乙酸基-3-癸基-咪唑离子液体加入到25ml的圆底烧瓶中。于15℃搅拌2小时。分析得转化率83％，选择性98％，收率77％。
实施例6将2ml丁醛、8ml异戊醇和1ml三氟醋酸-1-乙酸基-3-丁基咪唑离子液体加入到25ml的圆底烧瓶中。于25℃搅拌2小时。分析得转化率95％，选择性98％，收率93％。
实施例7将1ml辛醛、5ml甲醇和1ml三氟醋酸-1-乙酸基-3-丁基咪唑离子液体加入到25ml的圆底烧瓶中。于25℃搅拌2小时。分析得转化率73％，选择性98％，收率68％。
实施例8将2ml丙醛、5ml正十二醇和2ml氟硼酸1-乙酸基-3-丁基-咪唑离子液体加入到25ml的圆底烧瓶中。于20℃搅拌3小时。分析得转化率63％，选择性89％，收率65％。
实施例9将1ml环己酮、5ml己醇和1ml氟硼酸-1，3-二乙酸基咪唑离子液体加入到25ml的圆底烧瓶中。于25℃搅拌2小时。分析得转化率73％，选择性98％，收率68％。
实施例10将2ml苯甲醛、6ml异戊醇和2ml三氟甲磺酸1-乙酸基-3-丁基-咪唑离子液体加入到25ml的圆底烧瓶中。于30℃搅拌3小时。分析得转化率46％，选择性97％，收率49％。
实施例11将2ml二苯基酮、6ml乙醇和2ml三氟甲磺酸1-乙酸基-3-丁基-咪唑离子液体加入到25ml的圆底烧瓶中。于30℃搅拌3小时。分析得转化率89％，选择性97％，收率87％。
实施例12将2ml苯乙酮、6ml苯甲醇和1ml三氟甲磺酸1-磺酸基-3-丁基-咪唑离子液体加入到25ml的圆底烧瓶中。于40℃搅拌2小时。分析得转化率91％，选择性99％，收率86％。
实施例13将2ml苯甲醛、8ml叔丁醇和1ml三氟甲磺酸1-磺酸基-3-丁基-咪唑离子液体加入到25ml的圆底烧瓶中。于15℃搅拌1小时。分析得转化率79％，选择性99％，收率71％。
权利要求
1.一种制备缩醛和缩酮的方法，其特征在于使用酸功能的离子液体为催化剂催化醛或酮和醇反应制备相应的缩醛或缩酮；其中酸功能离子液体为咪唑盐和吡啶盐，咪唑盐阳离子的结构式为 吡啶盐阳离子的结构式为 其中a为0-15之间的整数，b为0-15之间的整数；咪唑盐和吡啶盐的阴离子为氯、溴、碘、氟硼酸根、氟磷酸根、三氟醋酸根、醋酸根和三氟甲磺酸根中的一种。
2.如权利要求1所述方法，其特征在于所用醛或酮的结构式为
3.如权利要求1所述方法，其特征在于所用的醇的结构式为 其中c为0-14之间的整数，d为0到14之间的整数。
4.如权利要求1所述方法，其特征在于所用醛或酮与醇的摩尔比为1∶2-1∶10。
5.如权利要求1所述方法，其特征在于醛或酮与离子液体的体积比为100∶1-1∶1。
6.如权利要求1所述方法，其特征在于反应温度为0℃-50℃。
7.如权利要求1所述方法，其特征在于反应时间为0.2-3小时。
全文摘要
本发明涉及一种制备缩醛或缩酮的方法。该方法使用酸功能的离子液体为催化剂催化醛或酮和醇反应制备相应的缩醛或缩酮。该功能化离子液体同时作为反应介质和催化剂，催化醛与醇应合成缩醛或缩酮。该方法的主要特点是反应活性高，操作简便，产物分离和离子液体回收容易，且可重复使用。
文档编号C07C41/50GK1600768SQ0315965
公开日2005年3月30日 申请日期2003年9月25日 优先权日2003年9月25日
发明者邓友全, 李冬梅, 石峰, 郭术 申请人:中国科学院兰州化学物理研究所