[发明专利]一种络合体系离子液催化剂-HF溶液及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种络合体系离子液催化剂-HF溶液，其特征是：包括离子液催化剂和无水氟化氢，离子液催化剂与无水氟化氢的摩尔比为1∶5～50；离子液催化剂包括离子液体和无机化合物，离子液体的阳离子为C₁～C₁₂烷基取代的咪唑或吡啶，其中取代基至少一个；阴离子为Cl^-、Br^-、I^-、F^-或PF₆^-；无机化合物为金属或过渡金属的氯化物、氟化物、氟氯化物或其氯化物、氟化物、氟氯化物的混合物；无机化合物与离子液催化剂的摩尔比为0.1～3∶1；

所述无机化合物为AlCl₃、AlF₃、AlFxCly、FeCl₃、BaCl₂、BaF₂、SnCl₄、SnF₄、SbCl₅、SbF₃、SbF₅、SbCl₄F、SbCl₂F₃、SbF₂Cl₃、SbF₄Cl、TiCl₄和TiF₄中的至少一种，其中x＝3-y，0＜y＜3；

制备方法为：

(1)将咪唑或吡啶与卤代烷按摩尔比1∶1～2混合，通氮气保护，在催化剂的作用下，微波辐射加热，功率为200～500W，40-80℃搅拌反应1～5小时，反应得到粘稠液体，用乙酸乙酯反复洗涤，60-80℃真空干燥得到离子液体；所述催化剂是质量比为20∶0.6的Li₂CO₃和Al(OH)₃复配物；

(2)在氮气保护下，将所得到离子液体和无机化合物充分混合，微波辐射，功率为100～300W，在-30℃～50℃下搅拌2～12小时，得到离子液体催化剂；

(3)在氟塑料反应瓶中装入离子液催化剂，以0.5～3mol/h的速率通入无水HF，在-50～20℃下搅拌，氟化氢加入完毕后再搅拌10～58小时，得到络合离子液催化剂-HF溶液。

2.根据权利要求1所述的络合体系离子液催化剂-HF溶液，其特征是：离子液催化剂与无水HF的摩尔比为1∶10～30。

3.根据权利要求1或2所述的络合体系离子液催化剂-HF溶液，其特征是：无机化合物与离子液体的摩尔比为0.5～2∶1。

4.一种权利要求1所述络合体系离子液催化剂-HF溶液的制备方法，其特征在于采用以下步骤：

(1)将咪唑或吡啶与卤代烷按摩尔比1∶1～2混合，通氮气保护，在催化剂的作用下，微波辐射加热，功率为200～500W，40-80℃搅拌反应1～5小时，反应得到粘稠液体，用乙酸乙酯反复洗涤，60-80℃真空干燥得到离子液体；所述催化剂是质量比为20∶0.6的Li₂CO₃和Al(OH)₃复配物；

(2)在氮气保护下，将所得到离子液体和无机化合物充分混合，微波辐射，功率为100～300W，在-30℃～50℃下搅拌2～12小时，得到离子液体催化剂；

(3)在氟塑料反应瓶中装入离子液催化剂，以0.5～3mol/h的速率通入无水HF，在-50～20℃下搅拌，氟化氢烃加入完毕后再搅拌10～58小时，得到络合离子液催化剂-HF溶液。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征是：步骤(2)中的反应温度为-20℃～10℃，步骤(3)温度为-40～10℃。

6.一种权利要求1所述络合体系离子液催化剂-HF溶液在氯代烃氟化中的应用，其特征是：在高压反应釜中加入氯代烃和络合体系离子液催化剂～HF溶液，质量比为1∶1-1.6，搅拌0.5～3小时，在1小时内升温到30～100℃，在1～2MPa反应3～20h，产物经分离提纯，得到氟氯烷烃，结构式为C₃F_7-xCl_xH，x＝1、2、3、4、5、6；氯代烃为七氯丙烷或六氯丙烯。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征是：氯代烃和络合体系离子液催化剂-HF溶液的质量比为1∶1-1.3。