一种乙炔二聚功能化离子液体相催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种乙炔二聚功能化离子液体相催化剂及其制备方法和应用

【技术实现步骤摘要】
一种乙炔二聚功能化离子液体相催化剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及一种乙炔二聚催化剂及其制备方法和在合成乙烯基乙炔中的应用
。

技术介绍

[0002]随着煤直接制低碳炔烃
(C2
～
C4)
技术的不断成熟，以低碳炔烃为原料的炔烃化工技术将成为后石油化工时代的一个重要发展方向
。
乙炔作为“有机合成工业之母”，其应用非常广泛
。
其中乙烯基乙炔，作为乙炔的下游产品，是一种重要的精细化工中间体，是生产氯丁橡胶单体氯丁烯的主要原料，也可用于4‑
氯代苯酐
、
己二睛
、
丁二烯
、
丁二酮苯
、
苯
、
苯乙烯以及许多传统的石油化工产品的生产，从而能够有效缓解现阶段的工业生产对石油化工行业的依赖
。
因此，国内乙炔法具有较强的优势，是生产氯丁二烯的主要方法
。
但是乙炔法仍存在很多问题，如：
(1)
催化剂成分复杂；
(2)
乙炔单程转化率低；
(3)
乙烯基乙炔选择性低；
(4)
反应过程副产物多，其大大降低了乙烯基乙炔的选择性
、
并降低了催化剂的使用寿命
。
[0003]现阶段，主要通过催化剂参与的乙炔二聚反应生产乙烯基乙炔
。
其中，催化剂的乙炔转化率和乙烯基乙炔选择性至关重要
。
乙炔二聚反应生产乙烯基乙炔主要采用水相
Nieuwland
催化剂和非水相
Nieuwland
催化剂
。
水相
Nieuwland
催化剂的主要缺点是使用过程中乙炔在催化反应体系中的溶解度较低，而非水相催化剂虽然在一定程度上能够提升乙炔的溶解度，但是仍不能满足高效选择性地合成乙烯基乙炔的要求
。
且水相
Nieuwland
和非水相
Nieuwland
催化体系都存在催化剂成分复杂
(
包含活性组分
、
溶剂
、
助溶剂
、
配体
、
助剂等等
)、
在实际使用过程中制备繁杂
、
保存和使用条件严苛
、
催化剂回收困难等缺点
。
[0004]因此，目前的乙炔二聚催化剂，仍有待改进
。
[0005]离子液体是由有机阳离子和无机或有机阴离子构成的在室温下呈液态的有机盐，通常可称为室温离子液体
。
离子液体作为一种新型的极性溶剂，几乎没有蒸汽压，具有不可燃性
、
非挥发性
、
良好的化学稳定性和热稳定性，可循环利用及对环境友好，故称之为“绿色”化学溶剂，可以用来代替传统的易挥发有毒溶剂
。
此外，离子液体的高极性
、
疏水性及溶解性等均可以通过选用不同的阴阳离子和侧链取代基而改变，故又称之为“设计溶剂”。
离子液体被认为是
21
世纪最有希望的绿色溶剂和催化剂之一，已应用于生物催化
、
分离科学及电化学等诸多领域
。
同时，我们前期的工作还发现，离子液体可以选择性地吸附反应气体和产物，针对不同的反应气氛环境，可对离子液体进行功能性调整
(
改性离子液体
/
功能化离子液体
)
使其达到富集反应气体而排斥产物的功能
。
目前，关于改性
/
功能化离子液体催化剂在乙炔二聚合成乙烯基乙炔方面尚未有应用案例，因此，针对乙炔二聚反应过程特征，可引入功能化离子液体对该反应进一步优化和应用
。

技术实现思路

[0006]本专利技术旨在解决现有乙炔二聚催化体系成分复杂
、
单程乙炔转化率低的问题，提供了一种简单绿色的乙炔二聚功能化离子液体相催化剂及其制备和在合成乙烯基乙炔中
的应用
。
[0007]第一方面，本专利技术提供了一种乙炔二聚功能化离子液体相催化剂，其由活性组分和功能化酸性离子液体组成；所述催化剂中，活性组分和功能化酸性离子液体的质量比为
2.5
‑
20
：
100
；
[0008]所述活性组分为氯化亚铜
(CuCl)、
酞菁铜
(CuPc)、
磷酸铜
(Cu3(PO4)2)
中的一种；
[0009]所述功能化酸性离子液体选自式
(I)、(II)、(III)
和
(IV)
所示的离子液体中的至少一种，并且至少包括一种离子液体
A
，所述的一种离子液体
A
选自式
(I)
或
(II)
所示的离子液体，所述离子液体
A
的总质量占所述功能化酸性离子液体总质量的百分比至少为
58
％；
[0010][0011]式
(I)
中，
n1代表1‑4之间的自然数；
Y1代表羧基或磺酸基；
X1‑
代表
Cl
‑
、BF4‑
或
HSO4‑
；
[0012]式
(II)
中，
R1为
H
或
C1
‑
C2
的烷基；
n3代表1‑4之间的自然数；
Y3代表羧基或磺酸基；
X3‑
代表
Cl
‑
、BF4‑
或
HSO4‑
；
[0013]式
(III)
中，
n2代表1‑4之间的自然数；
Y2代表
H
；
X2‑
代表
Cl
‑
、BF4‑
或
HSO4‑
；
[0014]式
(IV)
中，
R2为
H
或
C1
‑
C2
的烷基；
n4代表1‑4之间的自然数；
Y4代表
H
；
X4‑
代表
Cl
‑
、BF4‑
或
HSO4‑
。
[0015]作为优选，所述功能化酸性离子液体选自下列之一：1‑
丁基磺酸
‑3‑
甲基咪唑硫酸氢盐，1‑
乙基羧酸
‑3‑
甲基咪唑氯盐，
N
‑
羧甲基吡啶氯盐，
N
‑
磺酸乙基吡啶四氟硼酸盐，
N<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种乙炔二聚功能化离子液体相催化剂，其特征在于：所述乙炔二聚功能化离子液体相催化剂由活性组分和功能化酸性离子液体组成；所述催化剂中，活性组分和功能化酸性离子液体的质量比为
2.5
‑
20
：
100
；所述活性组分为氯化亚铜
、
酞菁铜
、
磷酸铜中的一种；所述功能化酸性离子液体选自式
(I)、(II)、(III)
和
(IV)
所示的离子液体中的至少一种，并且至少包括一种离子液体
A
，所述的一种离子液体
A
选自式
(I)
或
(II)
所示的离子液体，所述离子液体
A
的总质量占所述功能化酸性离子液体总质量的百分比至少为
58
％；式
(I)
中，
n1代表1‑4之间的自然数；
Y1代表羧基或磺酸基；
X1‑
代表
Cl
‑
、BF4‑
或
HSO4‑
；式
(II)
中，
R1为
H
或
C1
‑
C2
的烷基；
n3代表1‑4之间的自然数；
Y3代表羧基或磺酸基；
X3‑
代表
Cl
‑
、BF4‑
或
HSO4‑
；式
(III)
中，
n2代表1‑4之间的自然数；
Y2代表
H
；
X2‑
代表
Cl
‑
、BF4‑
或
HSO4‑
；式
(IV)
中，
R2为
H
或
C1
‑
C2
的烷基；
n4代表1‑4之间的自然数；
Y4代表
H
；
X4‑
代表
Cl
‑
、BF4‑
或
HSO4‑
。2.
如权利要求1所述的乙炔二聚功能化离子液...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵佳，岳玉学，常仁芹，周琦，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：