[发明专利]一种酸性离子液体催化剂在催化多元糖醇制备相应的脱水化合物中的用途

说明书

一种式I的磺酸官能化离子液体催化剂的用途，其用于催化多元糖醇发生分子内脱水反应制备相应的脱水化合物，其中Y⁺为咪唑类、季胺类、吡啶类、吡咯类杂环化合物阳离子；n为0或正整数；X^‑为Cl^‑、Br^‑、I^‑、BF₄^‑、PF₆^‑、SbF₆^‑、HSO₄^‑、C_mH_2m+1SO₄^‑、H₂PO₄^‑、CF₃SO₃^‑、C(CF₃SO₂)₂^‑、NTf₂^‑、N(C₂F₅SO₂)₂^‑、NO₃^‑、CH₃COO^‑或CF₃COO^‑，m为1‑8之间的正整数。利用本发明的离子液体催化体系制备多元糖醇相应的脱水化合物与现有的制备方法相比，具有原料转化率高，产物易分离，同时催化剂稳定性好，用量少，具有可循环使用潜力，并且对设备腐蚀性低等优点。

技术领域

本发明属于精细化工领域，尤其涉及一种酸性离子液体催化剂在催化多元糖醇制备相应的脱水化合物中的用途。

背景技术

多元糖醇脱水制备的脱水化合物由于其特殊的手性结构，被广泛应用于医药、食品、化妆品、聚合物等领域，其中，山梨醇脱水制备异山梨醇尤其是本领域关注的热点。异山梨醇是新型的植物基精细化工中间体，功能性二元醇，由于其特殊的手性结构，被广泛应用于医药、食品、化妆品、聚合物等领域。目前，异山梨醇主要是通过山梨醇两步脱水制备。

山梨醇脱水的传统路线是采用无机酸作为催化剂，如US 6407266、WO 00/14081、US 4169152、DD 132266、WO 89/00162A、DE 3521809A1、DE 3229412A1介绍了HCl、H₃PO₄、HF、H₂SO₄等液体酸作为催化剂催化山梨醇脱水制异山梨醇。以液体酸作为催化剂的山梨醇脱水工艺通常在反应过程中通过减压蒸馏除去反应体系中不断生成的水，从而使反应朝着生成异山梨醇的方向进行。反应结束后用碱液中和催化剂液体酸，通过减压蒸馏重结晶可得到纯化的异山梨醇。但是使用无机酸作为催化剂的异山梨醇生产工艺具有对设备腐蚀严重，降低设备使用寿命；反应中碳化现象严重；副反应多，产品收率低；催化剂不易分离和不能回收利用等不足。

由于使用液体酸作为催化剂在生产中具有诸多不便，对高效固体酸催化剂的研究逐步产生。黄和等人(CN 101691376A)使用以金属氧化物，分子筛等作为载体制备的含Mo，M等元素的杂多酸催化剂；高根之等人(CN 1425637A)采用强酸性离子交换树脂作为催化剂；CA 1178288A1采用磺化聚苯乙烯树脂作为催化剂用于催化山梨醇脱水制异山梨醇。然而上述方法中，固体催化剂的活性中心数目有限，活性位点与反应物的接触受限于传质过程。因此，在以固体酸为催化剂的多相反应体系中，山梨醇的起始浓度通常较低，为5-20％水溶液，导致了单位时间内脱水产物生产能力较低。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种集均相催化剂与多相催化剂两者优势的磺酸官能化离子液体催化剂，高效清洁地催化多元糖醇制备相应的脱水化合物。