专利名称：SO<sub>3</sub>H-功能化离子液体作为合成2-乙酰噻吩催化剂的应用的制作方法
技术领域：
本发明属于精细化工技术领域，涉及到2-乙酰噻吩的制备，特别涉及SO3H-功能化离子液体作为催化剂，添加非功能化离子液体为助剂用于合成2-乙酰噻吩的应用。
背景技术：
2-乙酰噻吩是重要的高附加值有机合成中间体，在医药和农药领域有着广泛的应用。例如制备2-噻吩乙酸、2-噻吩乙酰氯、2-噻吩甲酸、2-噻吩甲酰氯、2-噻吩乙醛酸等多种噻吩衍生物。2-乙酰噻吩的制备通常是以噻吩为起始原料在无机液体酸或矿物酸等催化下与乙酸酐或乙酰氯反应制得。这些传统方法通常带来很多弊端，如催化剂毒性较高，腐蚀性较强，催化剂不易回收使用，三废量较大。为了 改善克服上述缺点，固体酸催化剂 SnTf (18)-UVM-7 (Top Catal (2009) 52 :571578)、β eta-沸石 HBEA (J. Mol. Catal. A Chem. 305 (2009) :100 103)、Cs2.5HQ. 5PW1204(l (高校化学工程学报，2008，22 (I) :28_133)、负载型磷钨酸和H-ZSM-5 (CN1954913)等纷纷被用于催化制备2-乙酰噻吩，并取得了较好的产物选择性和收率，但仍存在一些问题催化剂制备过程复杂且成本较高、反应所需温度较高且反应过程中多使用了有刺激性和挥发性的有机溶剂，如乙腈等，这类溶剂存在一定毒性，对环境也有一定的危害，不宜实现工业化规模生产，限制了其利用性。因此，目前工业上仍采用传统的液体酸催化法通过Friedel Crafts酰基化反应制备2_乙酰噻吩,该工艺存在严重的环境污染问题，完全违背了了国际上倡导的“绿色化学”的发展方向和使命，因此开发一条2-乙酰噻吩的绿色生产工艺迫在眉睫。离子液体由于具有溶解性能好、低蒸气压、较高的热稳定性等优点，作为一类新型绿色介质为绿色过程工程技术的突破提供了创新的源头，为解决环境问题带来了新的机遇。而“离子液体功能化”概念的提出为其在特定的催化反应过程中的有效应用提供了崭新的思路。功能化室温离子液体(RTILs)即是一种经过对构成离子液体的阴阳离子进行功能化修饰或引入功能团，使其具有很多分子溶剂不可比拟的独特性能，同时这些功能团赋予了离子液体专一的特性而与溶解于其中的溶质产生相互作用，最终实现过程的优化。随着离子液体在绿色化学与化工、分离分析、生命科学等各个领域的广泛应用，设计合成“需求特定” (task-specific)或“量体裁衣” (tailor-making)的功能化室温离子液体,能够满足不同反应条件和特殊反应环境的需求。近年来，SO3H-功能化离子液体作为功能化离子液体家族的主要成员倍受关注，因其具备了固体酸和液体酸的双重优点，酸性较强、酸性位稳定均一、热稳定性高、容易分离，作为新兴的环境友好的催化剂已引起了人们高度重视，被广泛用于脂肪酸酯化反应、烯烃低聚反应、Pinacol重排反应、烷基化反应等多种酸催化反应中，且对众多类型的化学反应均起到了溶剂和催化剂的双重作用，具有良好的催化活性和循环使用能力，易于工业化生产。而将该类离子液体用于催化制备2-乙酰噻吩的研究还未见有报道
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种以SO3H-功能化离子液体为催化齐U，以非功能化离子液体为助剂制备2-乙酰噻吩的方法，该方法产品收率高，反应温度低，催化剂活性高，不使用有机溶剂，几乎无环境污染。SO3H-功能化离子液体作为合成2-乙酰噻吩催化剂的应用，其特征在于以SO3H-功能化离子液体作为催化剂，以非功能化离子液体为助剂，以噻吩和乙酸酐为反应底物，在25-80°C条件下进行酰基化反应制备2-乙酰噻吩，所述SO3H-功能化离子液体的阳离子为
权利要求
1.SO3H-功能化离子液体作为合成2-乙酰噻吩催化剂的应用。
2.按照权利要求I所述的应用，其特征在于制备2-乙酰噻吩的反应底物为噻吩与乙酸酐，SO3H-功能化离子液体与噻吩的物质的量之比为O. 5% -5%。
3.按照权利要求I所述的应用，其特征在于在2-乙酰噻吩合成工艺中使用SO3H-功能化离子液体为催化剂，加入其它非功能化离子液体为助剂。
4.按照权利要求I或3所述的应用，其特征在于其中所属SO3H-功能化离子液体催化剂的阳离子部分选自磺酸烷基咪唑类阳离子、磺酸烷基吡啶类阳离子、磺酸烷基季铵类阳离子或磺酸烷基吡唑类阳离子，结构式如式(I) 式(5)之一所示
5.按照权利要求3所述的应用，其特征在于其中所属非功能化离子液体的阳离子部分选自烷基咪唑阳离子、烷基吡啶阳离子、羟乙基烷基咪唑阳离子、或羟乙基烷基吡啶阳离子，结构如式(6) 式(9)所示
6.按照权利要求3所述的应用，其特征在于=SO3H-功能化离子液体与噻吩的物质的量之比为O. 5% _5%，作为助剂的非功能化离子液体与作为催化剂的SO3H-功能化离子液体的物质的量之比为I : 2-2 I。
7.按照权利要求1、2或3所述的应用，其特征在于制备2-乙酰噻吩的反应底物为噻吩与乙酸酐，其噻吩与乙酸酐的物质的量之比为I : 1-5。
8.按照权利要求1、2或3所述的应用，其特征在于反应温度范围为25°C-80°C，反应时间为 lOmin-120min。
全文摘要
本发明属于精细化工技术领域，涉及到SO3H-功能化离子液体或SO3H-功能化离子液体与其它离子液体混合物作为合成2-乙酰噻吩催化剂的应用，其特点是用乙酸酐和噻吩在无溶剂条件下，以磺酸基烷基咪唑、磺酸基烷基吡啶、磺酸基烷基季胺、磺酸基烷基吡唑、烷基咪唑、烷基吡啶、羟乙基烷基咪唑、羟乙基烷基吡啶类离子液体的一种或几种的混合物为反应介质和催化剂，于25℃-80℃，搅拌反应10min-120min，获得高选择性、高收率的2-乙酰噻吩。该过程以离子液体为反应介质和催化剂，具有溶解性好、反应条件温和、低蒸汽压、结构设计性等优点。而且对环境污染小，离子液体催化剂活性高，是一种高效、绿色的乙酰噻吩合成方法。
文档编号C07D333/22GK102952114SQ20111024940
公开日2013年3月6日 申请日期2011年8月26日 优先权日2011年8月26日
发明者杨淼, 刘秀梅, 李建新, 马慧媛, 颜佩芳, 王畅 申请人:中国科学院大连化学物理研究所