采用低温离子液体和长链烷基化试剂形成直链烷基苯制造技术

采用包括金属卤化物和碱的混合物的低温熔融离子液体组合物作为催化剂，使用平均碳原子数６以上的氯代烷烃、平均碳原子数１０以上的烯烃，或这种氯代烷烃和烯烃的混合物作为苯试剂的烷基化试剂，可以制备直链烷基苯组合物。这种新的离子液体（也可以用于由已知的离子液体来催化的其它反应中）中包含金属卤化物（比如三氯化铝）和从含一个烷基、二个烷基、三个烷基的胺的氢卤化物盐（比如氯化三甲基铵）及其混合物中选择的含烷基的胺的氢卤化物盐的反应产物。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术在其一个方案中涉及采用一种可低温熔融的离子液体催化剂组合物作为新类型催化剂，用合适的长链烷基化试剂(比如，平均碳原子数多于10的烯烃，如C11-C14烯烃或C6以上的卤代烷烃，如C8-C14卤代烷烃)将芳烃分子进行催化烷基化的方法。这里所用的术语“形成直链烷基苯”是想要覆盖那些用来将较高级的烷烃部分引入苯化合物中的方法；术语“烷基”是想要覆盖普通的线性链烷属烷烃取代基；“较高级的”意指，如果采用直链的卤代烷烃作为烷基化试剂，则为C6或更长的卤代烷烃，如果采用烯烃作为烷基化试剂，则为C10以上的烯烃；术语“苯”是想要包括未经取代和取代的(比如较低级的烷基取代的)苯化合物。正如本领域中人员所熟知的，目前这类烷基化方法通常是采用与这里所用的催化剂不同类型的催化剂(即氟化氢或三氯化铝)，由一种未经取代的或经较低级的烷基取代的苯化合物与一种较高级的烯烃或一种较高级的卤代烷烃(比如较高级的氯代烷烃)经过催化反应来实现。J.A.Boon等人在Journal of Organic Chemistry,1986,51,480-483中描述了几种实验室规模的合成方法，在这些方法中采用一种咪唑鎓离子液体催化剂，用四种不同的最多仅含四个碳原子的直链氯代烃烷基化试剂将苯烷基化，并用氯代环己烷作为烷基化试剂再进行一次烷基化。如早先所指出的，在商业实践中，这种烷基化试剂是一种长链烯烃或卤代烷烃(比如十二烯或氯代十二烷)，采用与这里所描述的不同类型的催化剂。最近期间阐述这种类型的烷基化反应的专利包括J.A.Kocal的U.S.P.5,196,574和P.Cozzi等人的5,386,072。最近期间讨论这种反应的发表文章见于INFORM,Vol.8,No.1(Jan.1997,),pp.19-24中。本专利技术在其一种个方案中涉及采用可低温熔融的组合物或“离子液体”作为催化剂，采用平均碳原子数10以上的烯烃、平均碳原子数6以上的氯代烷烃或它们的混合物作为烷基化试剂来形成直链烷基苯的方法。另一种方案是由一新型反应所形成的新类型的含烷基的胺的氢卤化物离子液体组合物。这些离子液体催化剂可以用在前面所描述过的新的直链烷基苯形成方法中，也可以用在普通的烷基苯形成方法以及其它应用离子液体作为催化剂的化学反应中。本专利技术中特别有益的一般类型的离子液体(这里用作一种新的催化剂)是可在低温下熔融的熔盐组合物。这些组合物是几种组分的混合物，该混合物在低于各组分的熔点的温度下是液体。通过将各组分在一起接触或经加热和随后冷却后，这些混合物可以形成熔融组合物。普通的低温离子液体或熔融的熔盐的实例(在这里用于使用长链烷基化试剂形成直链烷基苯组合物的烷基化方法的实施方案中)是由J.S.Wilkes.et al.在J.Inorg.Chem.,Vol.21,1263-1264中所讨论过的氯代铝酸盐。比如，可以将烷基咪唑鎓或吡啶鎓与三氯化铝(AlCl3)混合以形成这些熔融的氯代铝酸盐。Wicelinski et al.在“Low TemperatureChlorogallate Molten Salt Systems,”J.Electrochemical Soc.,Vol.134,262-263,1987中也对由三氯化镓和氯化甲基乙基咪唑鎓所制备的氯代镓酸盐进行过讨论。U.S.P.4,122,245中讨论过将氯化1-烷基吡啶和三氯化铝的熔盐用作电解质。其它讨论过将三氯化铝和烷基咪唑鎓卤化物的熔盐用作电解质的专利是U.S.P.4,463,071和U.S.P.4,463,072以及英国专利2,150,740。S.D.Jones的U.S.P.4,764,440中描述了含金属卤化物(比如三铝化铝)和被称为“烃基饱和的鎓盐”(比如氯化三甲基苯基铵)的混合物的离子液体。在这些离子液体中，如果以氮原子的存在为基础的话，鎓盐组分是完全由四个取代基所饱和。Y.Chauvin et al.的U.S.P.5,104,840中描述了至少含一种烷基铝二卤化物和至少一种季铵卤化物和/或至少一种季铵磷鎓卤化物的离子液体；以及它们在催化反应中用作溶剂的用途。PCT国际专利公开号WO95/21872中描述了含有金属卤化物(比如三氯化铝)、咪唑鎓或吡啶鎓卤化物，以及烃基取代的季铵卤化物或烃基取代的磷鎓卤化物的三元离子液体。见第4页第18-24行有关烃取代的季铵卤化物的描述。试图在本专利技术方法中用来形成所描述的离子液体催化剂的金属卤化物是那些在含烷基的胺的氢卤化物盐存在下可以形成含多原子氯桥的阴离子的化合物。优选的金属卤化物是共价键键合的金属卤化物。可以在这里选择性使用的合适的金属包括元素周期表中Ⅷ和ⅠB,ⅡB和ⅢA族中的那些元素。特别优选的金属选自铝、镓、铁、铜、锌和铟的元素，最优选的金属是铝。相应的最优选的卤化物是氯化物，因而，最优选的金属卤化物是三氯化铝。其它可能选择的金属卤化物包括卤化铜(比如一氯化铜)、卤化铁(三氯化铁)和卤化锌(二氯化锌)。三氯化铝是最优选的，因为它容易获得并且可以形成结构式为Al2Cl7-的多核离子。而且，含这种多核离子的熔融组合物可用在前面所描述情况中。可以使用这些卤化物的一种以上的混合物。粒状(+4-14目)的三氯化铝是一种特别优选使用的金属卤化物。其在空气中容易处置而无烟雾问题，并且具有良好的流动性能。比如，其与氯化三甲基铵的反应比较慢并且比用三氯化铝粉更均匀，放热升温至约150℃的温度。当所形成的离子液体由于三氯化铝中存在不溶性杂质而出现轻微混浊时，这种不溶物(在液体的贮存过程中沉降下来)并不对本专利技术的方法中的离子液体的催化性能产生负影响。采用前面所描述过的长链烷基化试剂的本专利技术烷基化反应可以用一种已知的离子液体催化剂(比如，采用季铵盐、咪唑鎓或烷基取代的咪唑鎓盐、吡啶鎓或烷基取代的吡啶鎓盐、锍或烷基取代的锍盐，或磷鎓或烷基取代的磷鎓盐作为其基本组分的离子液体)来实现。当在涉及用长链烷基化试剂来形成直链烷基苯的本专利技术方案中打算使用任何已知类型的离子液体催化剂(比如前面所描述过的离子液体催化剂)时，将希望使用那些不难制备并且与以往技术中的一些离子液体相比具有相对较低成本的组分所形成的熔盐组合物。因此，一种特别优选类型的离子液体是采用一种含烷基的胺的氢卤化物盐作为这种离子液体的基础组分。这里所用的技术术语“含烷基的胺的氢卤化物盐”是想要覆盖含一个或多个“烷基”和一个氢卤化阴离子的一元胺以及二元胺、三元胺、低聚胺和环胺。术语“烷基”希望不仅仅覆盖普通的分子式为-(CH2)nCH3(其中n约为0-29，优选约0-17，特另是0-3)的直链和带支链的烷基，同时还覆盖其它含杂原子(比如氧、硫、硅、磷或氮)的结构。这些基团可带取代基。代表性的结构包括乙二胺、乙三胺、吗啉和聚氧化烷基胺(poloxyalkylamine)取代基。“烷基”也包括“环烷基”。本专利技术中使用的优选的含烷基的胺的氢卤化物盐至少含一个烷基取代基并且可含有多达三个烷基取代基。这里所期望的优选化合物具有一般结构式R3N-HX，其中至少一个“R”基团是烷基，优选是含1-8个碳原子(最优选是1-4个碳原子的较低级的烷基)的烷基，X是卤素，优选是氯。如果这三个R基团依次表示为R1,R2和R3，则在一些方本文档来自技高网...

【技术保护点】
通过使用作为催化剂的低温熔融的离子液体组合物来形成直链烷基苯的方法，该组合物包括金属卤化物和碱的混合物及从平均碳原子数６以上的氯代烷烃、平均碳原子数１０以上的烯烃和这种氯代烷烃和烯烃的混合物中选择的烷基化试剂。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：FG施里夫，LJ舒，CC格里科，AG塔尔马，CPM拉克洛克斯，
申请(专利权)人：阿克佐诺贝尔公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]