[发明专利]一种用于Beckmann重排反应的改性氧化石墨烯催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及固载化离子液体的制备领域，具体涉及以氧化石墨烯为载体，固载锌盐离子液体材料的制备方法，还涉及该催化剂在Beckmann重排反应中的应用。

背景技术

肟在酸性催化剂如硫酸、多聚磷酸、三氯化磷、五氯化磷、苯磺酰氯和亚硫酰氯等作用下可以发生Beckmann重排反应，生成相应的取代酰胺，如环己酮肟在硫酸作用下重排生成ε-己内酰胺，后者是生产尼龙-6的重要化工原料；苯乙酮肟的重排产物乙酰苯胺是生产青霉素和苯巴比妥等药物的中间体，还可用于制备苯乙酸、香料和农药等。随着环保意识的增强，这些传统强酸性催化剂所导致的设备腐蚀严重，副产物多、产物提纯精制复杂以及对环境的污染等问题已经引起国内外研究者的广泛关注。

离子液体作为催化剂及/或溶剂替代传统的酸性催化体系已成为绿色催化工艺研究的重要方向之一。近些年来，国内外学者在酸性离子液体催化肟经Beckmann重排制备取代酰胺的研究方面，已经取得了相应的进展。赵江琨等以酸性离子液体[HSO₃-b-N(CH₃)₃]HSO₄和ZnCl₂组成的催化体系催化环己酮肟的Beckmann重排反应，己内酰胺收率和选择性均达到94.9％(酸性离子液体-ZnCl₂催化环己酮肟液相Beckmann重排反应,高校化学工程学报,2011,25:838–843)，但是文中未提及催化剂的回收与套用。刘晓飞、夏春谷等以双核磺酸离子液体[Bis-BsImD][OTf]₂和ZnCl₂组成的催化体系催化苯乙酮肟重排成乙酰苯胺的反应，表现出高的催化活性，催化剂可以套用1次(Novelacidicionicliquidsmediatedzincchloride:HighlyeffectivecatalystsfortheBeckmannrearrangement,CatalysisCommunications,(2009)10:424–427)。这些催化体系的共同特点是，酸性离子液体需要在ZnCl₂的配合下才能有效地催化这一反应，但是在这些催化体系中ZnCl₂和离子液体的简单混合是造成催化活性迅速下降的主要原因。因此，合成固载化的锌基酸性离子液体并应用于肟重排反应制备取代酰胺产品，将有望于简化后处理的工序，提高催化剂套用稳定性，降低生产成本。