[发明专利]双离子液体微乳液催化合成油酸月桂酯的方法及其应用

说明书

技术领域

本发明属于油酸月桂酯制备技术领域，特别涉及一种双离子液体微乳液催化合成油酸月桂酯的方法以及应用。

背景技术

油酸月桂酯为黄色油状液体，是一种性能优良的润滑剂和软化剂，广泛应用于润滑油、化纤油、纺织品用油等领域。

油酸月桂酯含有不饱和键和长的脂肪基，用常规的酸性催化剂(如浓硫酸、磷酸等)制备存在着副反应多、反应活性低、反应选择性偏低、产品色泽深、后续分离困难等问题；超强固体酸虽然可以克服液体酸的部分缺点，但依然存在容易失活、使用寿命短等技术问题。

离子液体是一种具有优异的物理化学性能的新型介质和材料，具有广泛的应用前景。离子液体催化酯化反应的研究比较成熟，但使用的离子液体大多数是催化活性强，阴离子带有磺酸基团的吡咯类离子液体(如20121017640.5和20071005217.5)，这类离子液体的合成复杂，提取过程成本高。

微乳液是由水、油和表面活性剂组成的各向同性、热力学稳定体系。使用微乳液作为有机反应介质有几方面的优势：克服试剂的不相容性、反应的专一性、提高反应效率(微乳催化)和诱导区域选择性。微乳液作为反应介质催化酯化反应的研究也有相关报道，但研究中的微乳液是含水的微乳液，这种含水微乳液催化酯化反应需要在长时间(24h以上)低温(30～60℃)的条件下进行(K Manabe,X M Sun,Kobayashi.J.Am Chem.Soc,2002,124:11971-11978.)，不利于工业生产。

将离子液体与表面活性剂、非极性溶剂相结合可以形成热力学稳定的、透明的耐高温性能好微乳体系。离子液体微乳液在生物、医药、催化及材料制备等领域具有潜在的应用前景。离子液体微乳液兼具离子液体和微乳液的优点，作为反应介质有独特的优势，并且离子液体微乳液较传统的水微乳液有相对较高的温度独立性，在较高的温度下(80℃～160℃)能稳定存在，微乳结构不被破坏(Gao Y A,Li N,Zheng L Q,Zhang J,Yu L,Li X W.Langmuir,2009,25:1360-1365.)。在离子液体微乳液催化酯化反应过程中，兼具催化和表面活性剂功能的离子液体能促进离子液体微乳液的形成，增大催化剂和反应底物的接触面积，反应生成的水进入离子液体微乳液的内核，内核中的亲水性离子液体能与反应生成的水形成氢键，减少反应生产物对反应过程的抑制，促进反应的正向移动。将离子液体微乳液运用在催化酯化反应中，很大程度上拓宽了离子液体微乳液的应用范围，因此将发展成为一个崭新的、具有应用前景的研究领域。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种简单、高效的双离子液体微乳液催化合成油酸月桂酯的方法。该方法是将油酸和月桂醇在双离子液体微乳体系中进行酯化反应，反应过程条件温和，产品色泽浅，分离容易，是一种绿色环保具有应用前景的合成方法。

本发明另一目的在于提供上述简单、高效的双离子液体微乳液催化合成油酸月桂酯的方法在催化酯化反应中的应用。

本发明的目的通过下述方案实现：

一种简单、高效的双离子液体微乳液催化合成油酸月桂酯的方法，包括以下步骤：

(1)往表面活性剂中加入非极性溶剂，混合后，再滴加咪唑类离子液体，混合均匀，得到双离子液体微乳液；

(2)把油酸和月桂醇加入上述双离子液体微乳液中，加热反应，纯化，得到油酸月桂酯。

步骤(1)的体系中，以质量百分数计，表面活性剂的含量为53～75％，非极性溶剂的含量为24～37％，咪唑类离子液体的含量为1～10％。

本发明使用的咪唑类离子液体为亲水性强的离子液体，利用其作为体系的极性相。

优选地，所述的咪唑类离子液体为1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([Bmim]BF₄)、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([Emim]BF₄)和1-丁基-3-甲基咪唑溴盐([Bmim]Br)中的至少一种。

优选地，所述的表面活性剂包括常规表面活性剂和离子液体类催化型表面活性剂，常规表面活性剂和离子液体类催化型表面活性剂的质量比为4:1～10:1，所述表面活性剂使用前将常规表面活性剂和离子液体类催化型表面活性剂混合均匀，离子液体类催化型表面活性剂主要起到催化的作用。