专利名称：一种季鏻盐类酸性离子液体及其在合成苄基甲苯中的应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及离子液体制备及应用领域，更进一步说是关于一种对水汽不敏感的季鳞盐类Lewis酸性离子液体及其制法和在催化合成电力电容器绝缘油苄基甲苯中的应用。
背景技术：
用作电力电容器绝缘油的苄基甲苯是在酸催化下通过甲苯与苄氯进行傅克反应来制备的。用浓硫酸催化的缺点是用量较大且不能循环使用并产生大量的废酸，处理困难， 腐蚀设备。另外，近年来开发的对环境友好的固体酸催化法虽然已被用于苄基甲苯型绝缘油生产，但固体酸催化剂制备工艺复杂、价格昂贵并且在生产过程中需要频繁再生，使得苄基甲苯的生产成本高居不下，限制了苄基甲苯的推广使用。研究表明可以用具有Lewis酸性的离子液体替代传统的液体质子酸催化剂以及固体酸催化剂进行酸催化反应(石油化工，33 (4)，297-302, 2004 ；三明学院学报，26 (2)，19-193，2009)。然而，研究较多的具有高催化活性的氯铝酸盐型离子液体虽然在实验室中被应用于催化反应，但这种离子液体对空气中的水汽十分敏感，需要在绝对无水的条件下使用，否则催化活性和选择性会有明显下降， 因此寻找对水汽不敏感的高稳定性酸性离子液体十分必要。我们知道离子液体是由阴阳离子构成的，在阳离子中对季铵盐类、吡咯类、咪唑类等研究和报道较多，而季鳞阳离子也是一类重要的离子液体阳离子，对于季鳞盐的合成反应研究得也较为成熟(CN200310100174)，特别是卤化三丁基十二(十四、十六)鳞作为杀菌剂已商品化，但利用它作为酸性功能化离子液体的研究却较少，尤其是由它制备出高稳定性的作为制备电力电容器绝缘油苄基甲苯的催化剂未见报道。
发明内容
本发明的目的就是针对传统液体酸、固体酸以及氯铝酸型离子液体的不足，提供一种对水汽不敏感具有高稳定性且原料易得的季鳞盐类Lewis酸性离子液体。并将这种季鳞盐类Lewis酸性离子液体应用于催化制备电力电容器绝缘油苄基甲苯。本发明技术方案如下本发明提供一种对水汽不敏感的季鳞盐类Lewis酸性离子液体，其通式为 Bu3P+RB7aiX2，其中R为C12 16的脂肪族烷基，B—为Cl—、Br—、PF6_中的一种，X为Cl-或 Br-。本发明提供了上述Lewis酸性离子液体的制法，步骤为季鳞盐Bu3P+RB_中加入一定比例的卤化锌，在一定温度下反应成透明液体便得Lewis酸性离子液体。所说季鳞盐中的R为C12 16的脂肪族烷基，所说加入卤化锌的比例为X = 0. 6 0. 8 (X =卤化锌摩尔数/卤化锌摩尔数+季鳞盐摩尔数)，所说反应温度为100 150°C。反应时间为1 5小时。将上述Lewis酸性离子液体应用于催化制备苄基甲苯，方法为将甲苯与苄氯按照一定比例混合，加入一定量上述季鳞盐类Lewis酸性离子液体，回流反应。
所说甲苯与苄氯混合比例为2 1 10 1。反应时间为2 8小时。与现有液体质子酸催化剂、固体酸催化剂和氯铝酸盐型离子液体催化剂技术相比，本发明后处理简单，只需分液催化剂便可与产物分离而循环使用，降低了成本。本发明对环境友好，同时对水汽和空气稳定，操作简便，适合工业化生产。此外，利用商品化的季鳞盐来制备酸性离子液体更具有原料易得的优势。
具体实施例方式下面的实施例可以使本专业技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。实施例1250mL圆底烧瓶中加入40. 7克(0. Imol)氯化三丁基十四烷基鳞，40°C搅拌下分批加入40.8克(0. 3mol)氯化锌，升温至120°C反应2小时，成透明液体即为季鳞盐类Lewis 酸性离子液体。另取250mL圆底瓶，加入64. 4克(0. 7mol)甲苯和8. 9克(0. 07mol)苄氯， 再加入8. 2克上述Bu3P+(CH2) 13CH3Cl7ZnCl2离子液体，回流反应2小时，静置，分液，上层GC 分析苄氯的转化率为100%，产率为95%。下层的离子液体可循环使用。实施例2取250mL圆底瓶，加入64. 4克(0. 7mol)甲苯和8. 9克(0. 07mol)苄氯，再加入实施例1中分液回收的Bu3P+(CH2) 13CH3Cl7ZnCl2离子液体，回流反应2小时，静置，分液，上层 GC分析苄氯的转化率为100%，产率为96%。下层的离子液体可循环使用。实施例3250mL圆底烧瓶中加入42. 3克(0. Imol)溴化三丁基十二烷基鳞，40°C搅拌下分批加入27.2克(0. 2mol)氯化锌，升温至100°C反应3小时，成透明液体即为季鳞盐类Lewis 酸性离子液体。另取250mL圆底瓶，加入64. 4克(0. 7mol)甲苯和8. 9克(0. 07mol)苄氯， 再加入8. 6克上述Bu3P+(CH2) nCH3Br7ZnCl2离子液体，回流反应4小时，静置，分液，上层GC 分析苄氯的转化率为100%，产率为95%。下层的离子液体可循环使用。实施例4250mL圆底烧瓶中加入37. 9克(0. Imol)氯化三丁基十二烷基鳞，40°C搅拌下分批加入13.6克(0. 3mol)氯化锌，升温至120°C反应4小时，成透明液体即为季鳞盐类Lewis 酸性离子液体。另取250mL圆底瓶，加入19. 3克(0. 21mol)甲苯和8. 9克(0. 07mol)苄氯， 再加入6. 8克上述Bu3P+(CH2) nCH3Cl7ZnCl2离子液体，回流反应4小时，静置，分液，上层GC 分析苄氯的转化率为100%，产率为94%。下层的离子液体可循环使用。实施例5250mL圆底烧瓶中加入51. 7克(0. Imol)六氟磷酸三丁基十四烷基鳞，40°C搅拌下分批加入54. 4克(0. 4mol)氯化锌，升温至150°C反应2小时，成透明液体即为季鳞盐类 Lewis酸性离子液体。另取250mL圆底瓶，加入41. 1克(0. 45mol)甲苯和8. 9克(0. 07mol) 苄氯，再加入10. 6克上述Bu3P+(CH2)13CH3PF6VZnCl2离子液体，回流反应4小时，静置，分液， 上层GC分析苄氯的转化率为100%，产率为97%。下层的离子液体可循环使用。实施例6250mL圆底烧瓶中加入40. 7克(0. Imol)氯化三丁基十四烷基鳞，40°C搅拌下分批加入67. 5克(0. 3mol)溴化锌，升温至120°C反应5小时，成透明液体即为季鳞盐类Lewis 酸性离子液体。另取250mL圆底瓶，加入64. 4克(0. 7mol)甲苯和44. 5克(0. 35mol)苄氯，再加入10. 9克上述Bu3P+(CH2) 13CH3Cl7ZnBr2离子液体，回流反应8小时，静置，分液，上层GC分析苄氯的转化率为100%，产率为94%。下层的离子液体可循环使用。实施例7250mL圆底烧瓶中加入43. 5克(0. Imol)氯化三丁基十六烷基鳞，40°C搅拌下分批加入67. 5克(0. 3mol)溴化锌，升温至120°C反应3小时，成透明液体即为季鳞盐类Lewis 酸性离子液体。另取250mL圆底瓶，加入64. 4克(0. 7mol)甲苯和8. 9克(0. 07mol)苄氯， 再加入12. 5克上述Bu3P+(CH2)15CH3ClVZnBr2离子液体，回流反应6小时，静置，分液，上层 GC分析苄氯的转化率为100%，产率为95%。下层的离子液体可循环使用。实施例8250mL圆底烧瓶中加入47. 9克(0. Imol)溴化三丁基十六烷基鳞，40°C搅拌下分批加入67. 5克(0. 3mol)溴化锌，升温至100°C反应3小时，成透明液体即为季鳞盐类Lewis 酸性离子液体。另取250mL圆底瓶，加入64. 4克(0. 7mol)甲苯和8. 9克(0. 07mol)苄氯， 再加入11. 3克上述Bu3P+(CH2)15CH3BrVZnBr2离子液体，回流反应5小时，静置，分液，上层 GC分析苄氯的转化率为100%，产率为96%。下层的离子液体可循环使用。
权利要求
1.一种对水汽不敏感的季鳞盐类Lewis酸性离子液体，其通式为Bu3P+RB7ai)(2。
2.按照权利要求1的Lewis酸性离子液体，其特征在于R为C12 16的脂肪族烷基， B—为 Cr、Br—、PF6-中的一种，X 为 CF 或 Bf。
3.权利要求1所述的Lewis酸性离子液体的制备方法为季鳞盐Bu3P+RX_中加入一定比例的卤化锌，在一定温度下反应成透明液体便得Lewis酸性离子液体。
4.按照权利要求3的制法，其特征在于所说季鳞盐R为C12 16的脂肪族烷基，所说加入卤化锌的比例为X = 0. 6 0. 8 (X =卤化锌摩尔数/卤化锌摩尔数+季鳞盐摩尔数)， 所说反应温度为60 150°C，反应时间为1 5小时。
5.按照权利要求1所述的Lewis酸性离子液体，其特征在于可用作制备电力电容器绝缘油苄基甲苯的催化剂。
全文摘要
本发明是关于一种季鏻盐类酸性离子液体及其在合成苄基甲苯中的应用，涉及离子液体的制备及应用领域。其特征是提供了通式为Bu3P+RB-/ZnX2的对水汽不敏感的季鏻盐类Lewis酸性离子液体，其中R为C12～16的脂肪族烷基，B-为Cl-、Br-、PF6-中的一种，X为Cl-或Br-。其制法为季鏻盐Bu3P+RB-中加入一定比例的卤化锌，在一定温度下反应成透明液体。该离子液体可用作催化制备电力电容器绝缘油苄基甲苯，与现有技术相比，本发明具有原料易得，后处理简单，可循环使用，环境友好，同时对水汽不敏感的优势。
文档编号C07C15/16GK102558230SQ20101059892
公开日2012年7月11日 申请日期2010年12月21日 优先权日2010年12月21日
发明者常卫星, 李靖 申请人:南开大学