专利名称：一种新型固载化离子液体催化剂的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种离子液体催化剂的制备领域，特别涉及一种用于合成环状碳酸酯的新型固载化离子液体催化剂的制备方法。
背景技术：
近些年来离子液体成为众多研究领域中的研究热点，由于它具有独特的优点(I)蒸汽压低、不挥发、不易燃；(2)较宽的液态温度范围、良好的导电性和较宽的电位窗口 ；(3)溶解能力强；(4)毒性低，可回收利用；(5)酸碱性可调等。因此在有机合成、催化应用及有机溶剂等领域中得到广泛的研究应用。虽然离子液体在环状碳酸酯的合成上表现出高活性、高选择性等优点，但是在催化剂回收及循环利用上还存在一定的难度。因此，如何实现离子液体催化剂的回收及循环利用成为当前研究的热点。物理浸溃是最常用的负载型离子液体催化剂的制备方法，但该法得到的固载型离子液体催化剂在应用中离子液体流失严重，稳定性差，且影响产品质量；采用硅烷偶联剂的方法固载离子液体目前研究也很多，但偶联剂大多价格昂贵，难以实现大规模生产。碳酸丙烯酯(propylenecarbonate PC) / 碳酸乙烯酯(ethylene carbonate EC)是一类重要的有机化学品，广泛用于有机合成、气体分离、电化学、高分子合成、印染、塑料等领域。碳酸丙烯酯/碳酸乙烯酯的合成法主要有光气法、酯交换法、尿素醇解法、环氧丙烷/环氧乙烷与二氧化碳加成法。光气法由于原料中的光气剧毒，对人和环境造成严重伤害被禁用；酯交换法由于使用的催化剂有毒且原料昂贵一般不被工业生产采用；尿素醇解法由于使用的催化剂不易分离一般不被采用；环氧化物与二氧化碳加成法由于工艺流程短，收率高，选择性好，产品质量优，操作方便，成本低等优点而被广泛采用。环氧丙烷/环氧乙烷与二氧化碳合成碳酸丙烯酯使用的催化剂一般有有机金属配合物、季铵盐、季膦盐、碱金属盐等。上述催化剂体系都存在一些无法逾越的问题如有机金属配合物催化体系需要较高的催化剂浓度且转化率低；季铵盐、季膦盐类催化剂价格昂贵；碱金属类催化剂不易分离等。因此，开发绿色高效且成本低廉的催化剂称为目前研究的执占。综上所述，开发一种成本低、而且便于回收循环利用、催化活性高的离子液体催化齐U，并且将其应用于环状碳酸酯的合成领域有重要意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对目前固载化离子液体催化剂制备过程中出现的离子液体催化效率不高、制备成本高及活性中心易流失等缺陷，为了解决上述问题，本发明提供一种催化活性高、稳定性好、制备成本低廉，反应后回收简单且可以循环利用的固载化离子液体催化剂的制备方法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是以微孔分子筛MCM-22为载体，以圆底烧瓶为反应器，以甲苯为溶剂，在常温常压下将甲苯、微孔分子筛MCM-22和2-烷基-咪唑加入圆底烧瓶中，其中甲苯与微孔分子筛的质量比为10: f 20:1，微孔分子筛和2-烷基-咪唑的质量比为5: f 10:1，随后升温至6(noo°c，将卤代烷烃用恒压滴液漏斗逐滴加入其中，卤代烷烃与2-烷基-咪唑的摩尔比为1:广1.2:1，滴完后继续反应6^!。反应结束后将混合物中固体过滤得到固载化离子液体催化剂。作为对本发明的限定，本发明所述的2-烷基咪唑的结构式如下
权利要求
1.一种新型固载化离子液体催化剂的制备方法，其特征在于该方法是在常压下，以微孔分子筛MCM-22为载体，以甲苯为溶剂，以2-烷基咪唑和卤代烷烃为原料，在一定的反应温度和反应时间下，在微孔分子筛MCM-22的超笼中直接合成分子尺寸较大的固载化离子液体催化剂。
2.根据权利要求1所述的一种新型固载化离子液体催化剂的制备方法，其特征在于该方法具体是按照以下步骤进行的(O以微孔分子筛MCM-22为载体，以圆底烧瓶为反应器，以甲苯为溶剂，在常温常压下将甲苯、微孔分子筛MCM-22和2-烷基-咪唑加入圆底烧瓶中；(2)将步骤(I)得到的溶液升温至6(Γ100 ，将卤代烷烃用恒压滴液漏斗逐滴加入其中，滴完后继续反应一段时间；(3)反应结束后将步骤(2)得到的混合物中的固体过滤即得到所述的新型固载化离子液体催化剂。
3.根据权利要求1或2所述的新型固载化离子液体催化剂的制备方法，其特征在于所述的2-烷基咪唑的结构式如下
4.根据权利要求1或2所述的新型固载化离子液体催化剂的制备方法，其特征在于所述的卤代烷烃为 RX，其中 R=CnH2n+1 (n=2^4)，X=Cl、Br、I。
5.根据权利要求1或2所述的新型固载化离子液体催化剂的制备方法，其特征在于所述的溶剂甲苯与微孔分子筛MCM-22的质量比为10:广20:1，微孔分子筛MCM-22和2-烷基-咪唑的质量比为5: Γ10:1，卤代烷烃与2-烷基-咪唑的摩尔比为1: Γ1. 2:1。
6.根据权利要求2所述的新型固载化离子液体催化剂的制备方法，其特征在于步骤(2)所述的反应的时间为6 8h。
全文摘要
本发明涉及一种新型固载化离子液体催化剂的制备方法，该方法是在常压下，以微孔分子筛MCM-22为载体，以甲苯为溶剂，以2-烷基咪唑和卤代烷烃为原料，在一定的反应温度和反应时间下，在微孔分子筛MCM-22的超笼中直接合成分子尺寸较大的离子液体催化剂，从而实现离子液体催化剂的固载化。本发明制备的催化剂固载效果好，而且该方法操作简单，在反应后催化剂经过简单处理即可回收继续循环利用，寿命长，无任何污染，大大降低了反应成本，是一种离子液体催化剂固载化的有效方法，成功克服了传统方法的弊端。将该催化剂用于环状碳酸酯的合成，催化活性也较高，环状碳酸酯收率最高可达82.31%，选择性为90.22%。
文档编号C07D317/36GK102989506SQ20121055132
公开日2013年3月27日 申请日期2012年12月18日 优先权日2012年12月18日
发明者李永昕, 薛冰, 许杰 申请人:常州大学