离子型液体与路易斯酸的混合物制造技术

本发明专利技术提供了可在路易斯酸催化的反应中用作催化剂的包含一种或多种三氟甲磺酸盐或二（三氟甲磺酰基）亚胺盐和一种或多种路易斯酸的离子型液体，其中混合物中路易斯酸的总摩尔含量为约０．０１－９８％。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及新的离子型液体材料，其是咪唑鎓、吡啶鎓、铵或磷鎓离子的三氟甲磺酸盐或二(三氟甲磺酰基)亚胺盐与路易斯酸(AlCl3、AlBr3、SnCl2、FeCl3和ZnCl2)的混合物。
技术介绍
弗瑞德-克来福特反应(酰化和烷基化)是用于合成功能基化的芳族化合物的基本反应，而这些化合物是药品和精细化学品中十分重要的中间体。在现有技术中，采用液体和固体路易斯和布朗斯台德酸作为弗瑞德-克来福特反应的催化剂。催化剂的酸性以许多方式影响弗瑞德-克来福特反应的反应动力学。例如，催化剂的酸性越强，则可以使用更容易被灭活的芳族化合物。更高的酸性还可以改善反应的选择性，例如可以改善弗利斯重排反应中的选择性。目前在化学工业中常用的酸是各种变型形式的硫酸和AlCl3。一种已知的酸性反应物是酸性离子型液体，其是具有低于100℃的熔点的盐，也可被用于弗瑞德-克来福特反应中。目前所用的系统是通过向咪唑鎓、吡啶鎓、铵或磷鎓离子的卤化物盐中加入过量摩尔量的路易斯酸所形成的系统。一个实例是氯化咪唑鎓盐与过量摩尔量的AlCl3的混合物。用这些酸性氯代铝酸盐熔化物代替固体AlCl3来催化有机反应，从而将AlCl3在大多数有机溶剂中溶解度低的缺点最小化。文献中的实例包括苯和甲苯与各种烷基氯化物在氯化1-乙基-3-甲基咪唑鎓(Cl)和AlCl3(4份Cl/6份AlCl3)的混合物中的反应；以及采用液体催化剂相用乙烯将苯烷基化从而形成乙基苯的反应，其中所说的液体催化剂相是具有过量摩尔量AlCl3或过量摩尔量GaCl3的氯化咪唑鎓盐混合物。一个较早的在离子型液体中进行的弗瑞德-克来福特酰化反应的实例使用氯化咪唑鎓盐与过量摩尔量AlCl3的混合物作为催化活性相，还描述了反应速率随着该混合物中路易斯酸AlCl3百分比的增加而增加。还描述了通过在Cl-AlCl3(X(AlCl3)＝0.67)的酸性混合物中进行的弗瑞德-克来福特酰化反应来合成一些工业上很重要的芳香化合物(例如Traseolid)。当在该混合物中进一步增加AlCl3的百分比时再一次观察到了反应的加快。但是，在Cl-AlCl3中，AlCl3的摩尔百分比不能增加至超过67％摩尔，这是因为在更高的AlCl3含量下，该混合物的熔点攀升至超过100℃。所研究的其它反应包括萘和蒽的酰化；聚乙烯的裂化；脂肪酸的异构化；所有这些反应都是在酸性氯代铝酸盐熔化物中进行的。还描述了使用路易斯酸FeCl3在Cl-FeCl3系统中形成酸性离子型液体。其中也使用过量的路易斯酸，但是仅FeCl3摩尔含量低于62％的混合物在低于100℃的温度下是液体。其中描述了用酰氯对苯进行酰化，其中当催化活性混合物中FeCl3的摩尔含量为51至55mol％时，通过萃取将所形成的酮从催化剂相中分离出来。除了将过量的路易斯酸与有机氯化物盐相结合形成所说的催化活性的离子型液体外，还描述了少量的其它例子，在这些例子中，将路易斯酸如三氟甲磺酸钪(III)和其它镧系元素盐与包含-、-、-或三氟甲磺酸根离子的中性离子型液体进行混合从而得到一种催化活性系统。但是，在所有该类系统中，相对于所说的离子型液体而言，所用路易斯酸的浓度都很低。通常，这些混合物具有1份路易斯酸27份中性离子型液体的摩尔比。所得的系统被用于用1-己烯来烷基化苯。还记载了镧系元素三氟甲磺酸盐和包含-、-、-或三氟甲磺酸根离子的中性离子型液体的混合物，其中使用相对于离子型液体而言摩尔比很低的镧系元素作为路易斯酸。镧系元素三氟甲磺酸盐和离子型液体的摩尔比典型地为1∶200。这些混合物被用来完成α-氨基膦酸盐的三组分合成。其在工业应用中的一个重要限制是在强路易斯酸的存在下不稳定的络合物阴离子(如-、-))会发生分解。已经研制了在本质上不同的有催化活性的酸性离子型液体，并且将其用于例如用癸烯进行的苯的弗瑞德-克来福特烷基化。其实例包括基本没有路易斯酸酸度的离子型液体，其是和布朗斯台德酸硫酸的混合物；这些混合物不能用来获得超过纯硫酸的酸度。基于相似概念的其它酸性离子型液体包括酸催化的环化反应中的三丁基己基铵-二(三氟甲磺酰基)亚胺()和布朗斯台德酸的混合物。曾使用磷酸和甲苯磺酸作为布朗斯台德酸。但是，所存在的问题是，如果向二(三氟甲磺酰基)胺熔化物中加入更强的布朗斯台德酸，则会形成在低温下易于升华的阴离子的游离酸。一般而言，由前面所公开的酸性离子型液体在各种酸催化反应中的应用可以看出，从工业观点来看，用酸性液体盐作为催化剂是很有前景的。现有技术中的酸性离子型液体具有在一定范围内可变的酸性和可以通过阳离子的性质来改变的令人感兴趣的溶解度特性。这些溶解度特性使得可以将一些新方法用于酸催化反应的工业实践，例如采用多相反应方案。本专利技术的描述本专利技术涉及新的意想不到的离子型液体材料的生产，其中所说的离子型液体材料是咪唑鎓、吡啶鎓、铵或磷鎓离子的三氟甲磺酸盐或二(三氟甲磺酰基)亚胺盐与路易斯酸(AlCl3、AlBr3、SnCl2、FeCl3和ZnCl2)的混合物，并且其中路易斯酸和咪唑鎓、吡啶鎓、铵或磷鎓离子的三氟甲磺酸盐或二(三氟甲磺酰基)亚胺盐的混合摩尔比高于1∶1。这些材料在低于100℃的温度下是液体。在本专利技术的一个实施方案中，该材料在低于100℃的温度下，在液体混合物中具有高至4.5/1的路易斯酸/咪唑鎓、吡啶鎓、铵或磷鎓离子的三氟甲磺酸盐或路易斯酸/咪唑鎓、吡啶鎓、铵或磷鎓离子的二(三氟甲磺酰基)亚胺盐的摩尔比。本专利技术还涉及多种不同的三氟甲磺酸盐或二(三氟甲磺酰基)亚胺盐与选自AlCl3、AlBr3、SnCl2、FeCl3和ZnCl2的各种路易斯酸的混合物混合的混合物。所用路易斯酸组分的摩尔含量可以超过整个混合物的50mol％，其优选可以超过整个混合物的67mol％。本专利技术的新型酸性离子型液体是通过将咪唑鎓、吡啶鎓、铵或磷鎓三氟甲磺酸盐或二(三氟甲磺酰基)亚胺盐或多种咪唑鎓、吡啶鎓、铵或磷鎓三氟甲磺酸盐或二(三氟甲磺酰基)亚胺盐的混合物与过量摩尔量的选自AlCl3、AlBr3、SnCl2、FeCl3和ZnCl2的路易斯酸进行混合或者与过量摩尔量的上述路易斯酸的混合物进行混合来制备的。优选将咪唑鎓、吡啶鎓、铵或磷鎓三氟甲磺酸盐或二(三氟甲磺酰基)亚胺盐或多种咪唑鎓、吡啶鎓、铵或磷鎓三氟甲磺酸盐或二(三氟甲磺酰基)亚胺盐的混合物与选自AlCl3、AlBr3、SnCl2、FeCl3和ZnCl2的路易斯酸混合从而获得一种其中路易斯酸的含量高于67mol％的混合物。用这种方法获得的材料的熔点一般低于25℃；本专利技术所有实例的熔点都低于100℃。与现有技术中所述的已知的酸性离子型液体的差异涉及本专利技术新的酸性离子型液体工业应用的下述相关优点与通过向咪唑鎓、吡啶鎓、铵或磷鎓离子的卤化物盐中加入过量摩尔量的路易斯酸形成的现有技术的系统相比，本专利技术的新型酸性离子型液体的特征为具有下面的优点I)本专利技术的新型离子型液体是由比例＞2∶1的选自AlCl3、SnCl2、FeCl3和ZnCl2的路易斯酸与咪唑鎓、吡啶鎓、铵或磷鎓三氟甲磺酸盐或二(三氟甲磺酰基)亚胺盐的混合物形成的，而现有技术中由路易斯酸与卤化物盐的混合物获得的系统中没有任何系统可以使用＞2∶1的比例，这是因为在后一种情况中该混合物将具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包含一种或多种三氟甲磺酸盐或二（三氟甲磺酰基）亚胺盐和一种或多种路易斯酸的混合物的离子型液体，其中所说混合物中路易斯酸的总摩尔含量为约０．０１－９８％。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：P瓦塞尔沙伊德，A梅特伦，N布劳施，
申请(专利权)人：诺瓦提斯公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]