[发明专利]一种季鏻盐离子液体复合催化剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种季鏻盐离子液体复合催化剂、一种季鏻盐离子液体复合催化剂的制备方法、由上述方法制备得到的季鏻盐离子液体复合催化剂、以及所述季鏻盐离子液体复合催化剂在傅克烷基化反应中的应用。

背景技术

离子液体是一类被普遍认为具有广泛应用前景的、可以取代传统有机溶剂的环境友好型溶剂。目前离子液体的应用领域主要包括：聚合反应、选择性烷基化、胺化反应、酰基化反应、酯化反应、化学键的重排反应、室温和常压下的催化加氢反应、烯烃的环氧化反应等，并显示出反应速度快、转化率和选择性高、催化体系可循环重复使用等优点。离子液体本身具有蒸汽压低且化学性质稳定的特点，在化学反应过程中不会产生对大气造成污染的有害气体，并且具有无味、无恶臭、无污染、不易燃、易与产物分离、易回收、可循环使用、使用方便等优点，可有效避免传统有机溶剂所造成的严重的环境、健康、安全以及设备腐蚀等问题，越来越被广泛接受和认可。因此，离子液体催化体系是一种绿色、环境友好的反应溶剂和催化体系。

电容器绝缘油主要包括苄基甲苯型电容器绝缘油和二芳基乙烷型电容器绝缘油。其中，苄基甲苯型电容器绝缘油主要成分为单苄基甲苯（简称：MBT）和双苄基甲苯（简称：DBT），以所述苄基甲苯型电容器绝缘油的重量为基准，所述单苄基甲苯的含量可以为75±2重量%、所述双苄基甲苯的含量可以为25±2重量%。二芳基乙烷型电容器绝缘油包括苯基二甲苯基乙烷绝缘油（PEX）、苯基乙苯基乙烷绝缘油（PEPE）。而导热油包括苄基甲苯型导热油，其主要成分为单苄基甲苯和双苄基甲苯，以所述苄基甲苯型导热油的重量为基准，所述单苄基甲苯的含量可以为20-50重量%、所述双苄基甲苯的含量可以为50-80重量%。

目前，电容器绝缘油和导热油的生产主要通过催化芳环的傅克烷基化反应实现。例如，所述苄基甲苯型电容器绝缘油主要通过催化甲苯和苄氯进行傅克烷基化反应得到，其中，所采用的催化剂通常为浓硫酸或固体酸催化剂。研究表明，虽然采用浓硫酸或固体酸催化剂作为催化剂时，具有较高的催化活性，但也具有以下局限性：当采用浓硫酸作为催化剂时，存在浓硫酸用量较大且不能循环使用而产生大量的废酸（生产1吨电容器绝缘油大约会产生0.5吨废酸和1吨含酸废水）、浓硫酸腐蚀性强、处理困难、不能重复使用等问题；当采用固体酸作为催化剂时，存在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，使得电容器绝缘油的生产成本高居不下的问题，从而限制了其推广使用。因此，开发出一种具有较高催化活性、同时又能够循环使用的傅克烷基化反应催化剂已经迫在眉睫。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述缺陷，而提供一种新的季鏻盐离子液体复合催化剂、一种季鏻盐离子液体复合催化剂的制备方法、由上述方法制备得到的季鏻盐离子液体复合催化剂、以及所述季鏻盐离子液体复合催化剂在傅克烷基化反应中的应用。

本发明提供了一种季鏻盐离子液体复合催化剂，其中，该季鏻盐离子液体复合催化剂的通式为Bu₃P⁺R₂R₁^-/nZnCl₂/mLaCl₃，R₁为卤素，R₂为C₁₀-C₁₈的直链或支链烷基，n为1-5，m为0.01-0.5。

本发明还提供了一种季鏻盐离子液体复合催化剂的制备方法，其中，该方法包括在100-150℃下，将通式为Bu₃P⁺R₂R₁^-的季鏻盐与氯化锌和氯化镧反应1-10小时，其中，R₁为卤素，R₂为C₁₀-C₁₈的直链或支链烷基。

本发明还提供了由上述方法制备得到的季鏻盐离子液体复合催化剂。

此外，本发明还提供了上述季鏻盐离子液体复合催化剂在傅克烷基化反应中的应用。