[发明专利]一种制备高碳链烷基苯的离子液体催化剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种用于长链烯烃烷基化制备高碳链烷基苯的离子液体催化剂及其制备方法，该催化剂是由双酸型离子液体与金属氯化物配合而得，双酸型离子液体是由磺酸型离子液体与路易斯酸进行阴离子交换制备而成，磺酸型离子液体是由离子液体前驱体与盐酸反应而得，离子液体前驱体是由烷基咪唑与烷烃磺内酯反应制得，该催化剂的结构通式为：其中，R₁为中的一种；R₂为M₁为金属Al或Fe；M₂M₃为金属Ni、Cu、Zn、Sn中的任意二种金属的组合；n为7～10。

技术领域

本发明涉及一种用于长链烯烃烷基化制备高碳链烷基苯的离子液体催化剂及其制备方法，属于有机合成领域的催化剂制备技术。

背景技术

高碳链烷基苯是合成洗涤剂烷基苯磺酸钠的主要原料，是由甲苯(二甲苯、乙苯、苯等)与C16、C18、C20～24的长链烯烃，在强酸性催化剂作用下发生烷基化反应生产得到，强酸性催化剂常用的主要有AlCl₃、HF、BF₃、浓硫酸等，但这些催化剂大多具有较大的腐蚀性和毒性，尤其对设备腐蚀严重，投资较大、设备要求高，且存在产物后处理难、“三废”多等问题。因此，开发环境友好、腐蚀性低、可循环使用的酸性催化剂是大势所趋。

离子液体作为一种特殊形态的离子化合物，在有机合成反应上应用广泛，它作为溶剂、催化剂和模板剂等方面起了很重要的作用，在化学合成和化学工业应用方面有重大的意义。酸性离子液体，兼具固体酸和液体酸的许多优点，在酯化反应、烷基化反应等许多有机反应的应用中，提供并改进了适宜的反应条件，提高了反应转化率，降低了成本且环境友好。因此，离子液体在催化剂方面的应用受到了极大的关注，酸性离子液体可有效替代无机酸进行相应的催化反应。

近年来，三氯化铝与咪唑鎓盐或者烷基铵盐的结合制备氯铝酸型离子液体的制备方法的报道越来越多，中国专利CN1225617A报道了采用三氯化铝与含烷基的胺类有机盐结合制备了氯铝酸型离子液体催化剂，用于催化平均碳原子数C10以上的烯烃与平均碳原子数C6以上的氯代烷烃的烷基化反应；中国专利CN102703112A介绍了一种用添加剂改性的氯镓酸离子液体催化剂的制备方法，该催化剂用于催化丁烯与异丁烷的烷基化反应；中国专利CN106939173A介绍了一种硫酸和离子液体[BMIM][PF₆]复合催化剂的制备方法，该催化剂用于催化异丁烷和C4烯烃烷基化；中国专利CN102516128A公开了采用Bronsted-Lewis酸性离子液体催化的二苯甲烷二氨基甲酸甲酯合成工艺，该离子液体催化剂具有较好的催化性能，但该催化剂在使用过程中存在结构不够稳定、循环使用性能差等问题。上述研究报道的催化剂大多是应用于低碳烯烃的烷基化反应，应用于长链烯烃烷基化反应的研究报道较少。因此，开发出一种用于长链烯烃烷基化制备高碳链烷基苯的离子液体催化剂具有较好的理论意义和应用前景。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种用于长链烯烃烷基化制备高碳链烷基苯的离子液体催化剂及其制备方法，该催化剂是由双酸型离子液体与金属氯化物配合而得，双酸型离子液体是由磺酸型离子液体与路易斯酸进行阴离子交换制备而成，磺酸型离子液体是由离子液体前驱体与盐酸反应而得，离子液体前驱体是由烷基咪唑与烷烃磺内酯反应制得。

技术方案：本发明的一种制备高碳链烷基苯的离子液体催化剂是由双酸型离子液体与金属氯化物配合而得，双酸型离子液体是由磺酸型离子液体与路易斯酸进行阴离子交换制备而成，磺酸型离子液体是由离子液体前驱体与盐酸反应而得，离子液体前驱体是由烷基咪唑与烷烃磺内酯反应制得，该催化剂的结构通式为：

其中，R₁为中的一种；

R₂为