專利名稱：吡啶磺酸鹽離子液體及其制備和應用的制作方法
技術領域：
本發明屬化學材料制備技術領域，特別涉及能作為有機化學反應的溶劑及催化劑，尤其適用于進行酯化、Beckman重排、羰化或醇脫水成醚的酸催化的有機化學反應的一種吡啶磺酸鹽離子液體及其制備和應用。
背景技術：
離子液體作為綠色溶劑或催化劑常用于有機合成、化學分離、電化學等一些化學反應過程中，具有溶劑、催化劑的雙功能特性。離子液體是指由有機陽離子和無機或有機陰離子構成的在室溫或近于室溫下呈液態的鹽類，與傳統的有機溶劑相比，離子液體具有不可見蒸氣壓，不易揮發；液體狀態溫度范圍寬；物理、化學穩定性好等優點。
美國專利US5731101提及一種以AlCl3等金屬鹵化物為陰離子，以四烷基取代的含氮化合物為陽離子的離子液體。此類離子液體研究較早，趙東濱等人在《大學化學》2002，第17期，第42-50頁，提到20世紀40年代Texas等人已發現這類離子液體。這類離子液體具備路易斯酸性，其缺點是對水極其敏感，原因是AlCl3等金屬鹵化物遇水放出HCl，破壞離子液體結構同時污染環境，因此該類離子液體要在完全真空或惰性氣體氣氛下進行處理和應用，同時質子和氧化物等雜質的存在對該類離子液體的性質有決定性的影響。
1992年，Wilkes等人在“Chem.Commum”第965-966頁上報道了[EMim]+BF4-離子液體。此類離子液體對水穩定，其缺點是離子液體呈中性，不具備酸性。
2002年，Cole等人在“J.Am.Chem.Soc”第124卷，第5962-5963頁上報道了咪唑陽離子或三苯基季磷陽離子上帶磺酸基團的離子液體。該離子液體的缺點在于合成工藝復雜，成本較高，以季磷為陽離子的離子液體粘度大，熔點高(80攝氏度)，不適合大規模工業化應用。
發明內容
本發明的目的在于提供一種對水穩定、呈酸性的吡啶磺酸鹽離子液體及其制備和應用。其特征在于所述的吡啶磺酸鹽離子液體的分子結構式為[RSPy]+X-。
其中，[RSPy]+的結構如下 其中，R1，R2，R3，R4，R5相同或不同，且分別、單獨或共同具有如下含義-H-鹵素-烷基(C1-C8)，可被基團F、SO3H、Cl或OH基團部分或者完全取代。
其中，R6是烷烴基，其上的氫原子可被基團SO3H，F，Cl或OH基團部分或完全取代。
其中，X-為以下結構陰離子BF4-、PF6-、CF3SO3-、CH3(C6H4)SO3-、Cl-、HSO4-、NO3-、H2PO4-、CnH2n+1COO-、N(C2F5SO2)2-、C(CF3SO2-)3-、CnH2n+1SO3-或CF3CO2-。
所述吡啶磺酸鹽離子液體的制備方法1)將吡啶磺酸內鹽與等摩爾比的酸HBF4、HPF6、CF3SO3H、CH3(C6H4)SO3H、HCl、H2SO4、HNO3、H3PO4、CnH2n+1COOH、N(C2F5SO2)2H、C(CF3SO2-)3H、CnH2n+1SO3H，或CF3CO2H及其溶液混合，在0-100℃攪拌反應1～24小時；其中1<n>9。
2)反應完畢，50～100℃減壓蒸餾除去水分，得吡啶磺酸鹽離子液體。
3)將離子液體用乙醚洗滌1-5次。
4)40～100℃減壓蒸餾，得高純吡啶磺酸鹽離子液體。
所述吡啶磺酸內鹽為具有如下分子結構的化合物，
其中，R1，R2，R3，R4，R5相同或不同，且分別、單獨或共同具有如下含義-H-鹵素-烷基(C1-C8)，可被基團F、SO3H、Cl或OH基團部分或者完全取代。
其中，R6是烷基(C1-C8)，其上的氫原子可被基團F、SO3H、Cl或OH基團部分或者完全取代。
所述吡啶磺酸鹽離子液體可用于和醇的酯化反應，其酯化反應的過程將吡啶磺酸鹽離子液體∶酸∶醇的摩爾比為(0.1～5)∶1∶(1～5)的吡啶磺酸鹽離子液體、酸和醇放入反應瓶中，攪拌，加熱溫度70～120℃，冷凝回流，反應2～48小時，反應液靜置2-20min，重力沉降分層，取出上層有機溶液層，得產品酯，轉化率70～100％，選擇性100％。酯化反應過程中無需除水。下層的離子液體可簡單脫水重復使用，其催化活性不變。
所述進行酯化反應的酸有C1～C18飽和或不飽和的脂肪酸包括甲酸、乙酸或十八酸；或含1-5個苯環的芳香酸苯甲酸、苯乙酸或3-羥基苯乙酸；所述進行酯化反應的醇有C1～C18飽和或不飽和的直鏈醇和支鏈醇包括甲醇、乙醇或3-甲基丁醇。
所述吡啶磺酸鹽離子液體用于Beckman重排反應的過程將吡啶磺酸鹽離子液體∶脂肪族或脂環族酮肟的摩爾比為1∶(0.1～10)的吡啶磺酸鹽離子液體、脂肪族或脂環族酮肟放入反應瓶中，攪拌，加熱溫度40-120℃，反應2-48小時，采用含芳香族苯環結構的有機溶劑苯、甲苯或氯苯萃取，獲得相應的脂肪族和脂環族酰胺產物，轉化率90-100％，選擇性30-100％，離子液體減壓蒸餾除去未反應物，可重復使用，其催化活性不變。
所述適合吡啶磺酸鹽離子液體進行Beckman重排反應的含肟基團化合物包括脂肪族或脂環族酮肟包括脂肪族丙酮肟或丁酮肟；脂環族環己酮肟或環庚酮肟。
所述吡啶磺酸鹽離子液體用于芳香烴化合物的羰化反應，其羰化反應為將吡啶磺酸鹽離子液體∶芳香烴的摩爾比為(0.1～10)∶1的吡啶磺酸鹽離子液體與芳香烴化合物放入高壓反應釜中，通入一氧化碳(CO)使反應器內的壓力升至0.1-16MPa，攪拌，加熱溫度0～100℃，反應1～6小時。冷卻至室溫，蒸餾或溶劑萃取得產物芳香醛。轉化率10-60％，選擇性大于90-98％。離子液體減壓蒸餾除去未反應物，可重復使用。
所述芳香烴化合物包括甲苯或二甲苯。
所述吡啶磺酸鹽離子液體還用于有機化學反應，尤其是酸催化的有機化學反應，包括醇脫水縮合成醚，烷基化反應，Friedel-Crafts反應和加氫甲酰化，即使用吡啶磺酸鹽離子液體替換傳統有機溶劑，并在一定程度上充當反應的催化劑，提高反應的轉化率和選擇性；離子液體經溶劑萃取、減壓蒸餾處理后，可重復使用。
本發明的有益效果1)具有離子液體特性的同時具有Brnsted酸性，對水穩定，粘度低。具有有機化學反應中催化功能，尤其是酸催化功能。
2)具有離子液體的特性，如液態范圍廣，蒸氣壓低，導電性好，較寬得電化學窗口，強極性，以及對有機物、無機物良好的溶解能力。
3)合成條件溫和，原料價廉易得，制備過程簡單，無需過多操作就能獲得高純產品，制備過程無副產物，反應轉化率高，選擇性好，所需設備少，制備成本低，適宜大規模工業化生產應用。
4)最大程度的避免使用傳統的揮發性有機溶劑，避免使用傳統的液體酸催化劑，如硫酸、鹽酸，保護了環境。
具體實施例方式
本發明的目的在于提供一種對水穩定、呈酸性的一種吡啶磺酸鹽離子液體及其制備和應用。其特征在于
所述的吡啶磺酸鹽離子液體的分子結構式為[RSPy]+X-，其中，[RSPy]+的結構如下 其中，R1，R2，R3，R4，R5相同或不同，且分別、單獨或共同具有如下含義-H-鹵素-烷基(C1-C8)，可被基團F、SO3H、Cl或OH基團部分或者完全取代。
其中，R6是烷烴基，其上的氫原子可被其他基團，優選SO3H，F，Cl，OH，部分或完全取代。
其中，X-為以下結構陰離子BF4-、PF6-、CF3SO3-、CH3(C6H4)SO3-、Cl-、HSO4-、NO3-、H2PO4-、CnH2n+1COO-、N(C2F5SO2)2-、C(CF3SO2-)3-、CnH2n+1SO3-或CF3CO2-。
所述吡啶磺酸鹽離子液體的制備方法1)將吡啶磺酸內鹽與等摩爾比的酸HBF4、H PF6、CF3SO3H、CH3(C6H4)SO3H、HCl、H2SO4、HNO3、H3PO4、CnH2n+1COOH、N(C2F5SO2)2H、C(CF3SO2-)3H、CnH2n+1SO3H，或CF3CO2H及其溶液混合，在0-100℃攪拌反應1～24小時；其中 1<n>9。
2)反應完畢，50～100℃減壓蒸餾除去水分，得吡啶磺酸鹽離子液體。
3)將離子液體用乙醚洗滌1-5次。
4)40～100℃減壓蒸餾，得高純吡啶磺酸鹽離子液體。
所述吡啶磺酸內鹽為如下分子結構的化合物，
其中，R1，R2，R3，R4，R5相同或不同，且分別、單獨或共同具有如下含義-H-鹵素-烷基(C1-C8)，可被基團F、SO3H、Cl或OH基團部分或者完全取代。
其中，R6是烷烴基(C1-C8)，其上的氫原子可被其他基團，優選SO3H，F，Cl，OH，部分或完全取代。
所述吡啶磺酸鹽離子液體可用于和醇的酯化反應，其酯化反應的過程將吡啶磺酸鹽離子液體、酸和醇放入反應瓶中(吡啶磺酸鹽離子液體∶酸∶醇的摩爾比為0.1～5∶1∶1～5)，攪拌，加熱溫度70～120℃，冷凝回流，反應2～48小時，反應液靜置2-20min，重力沉降分層，取出上層有機溶液層，得產品酯，轉化率70～100％，選擇性100％。酯化反應過程中無需除水。下層的離子液體可簡單脫水重復使用，其催化活性不變。
所述進行酯化反應的酸有C1～C18飽和或不飽和的脂肪酸如甲酸、乙酸、十八酸；含1-5個苯環的芳香酸如苯甲酸、苯乙酸、3-羥基苯乙酸。所述進行酯化反應的醇有C1～C18飽和或不飽和的直鏈醇和支鏈醇，如甲醇、乙醇、3-甲基丁醇。
所述吡啶磺酸鹽離子液體用于Beckman重排反應的過程將吡啶磺酸鹽離子液體、脂肪族或脂環族酮肟放入反應瓶中(吡啶磺酸鹽離子液體∶脂肪族或脂環族酮肟的摩爾比為1∶0.1～10)，攪拌，加熱溫度40-120℃，反應2-48小時，采用含芳香族苯環結構的有機溶劑，如苯、甲苯、氯苯等萃取，獲得相應的脂肪族和脂環族酰胺產物，轉化率90-100％，選擇性30-100％，離子液體減壓蒸餾除去未反應物，可重復使用，其催化活性不變。
所述適合吡啶磺酸鹽離子液體進行Beckman重排反應的含肟基團化合物包括脂肪族或脂環族酮肟，如脂肪族丙酮肟、丁酮肟，脂環族環己酮肟、環庚酮肟等。
所述吡啶磺酸鹽離子液體用于芳香烴化合物的羰化反應，其羰化反應為將吡啶磺酸鹽離子液體與芳香烴化合物放入高壓反應釜中(吡啶磺酸鹽離子液體∶芳香烴的摩爾比為0.1～10∶1)，通入一氧化碳(CO)使反應器內的壓力升至0.1-16MPa，攪拌，加熱溫度0～100℃，反應1～6小時。反應液靜置2～20分鐘、蒸餾或溶劑萃取得產物芳香醛。轉化率10-60％，選擇性大于90-98％。離子液體減壓蒸餾除去未反應物，可重復使用。
所述芳香烴化合物包括甲苯、二甲苯。
所述吡啶磺酸鹽離子液體還用于有機化學反應，尤其是酸催化的有機化學反應，包括醇脫水縮合成醚，烷基化反應，Friedel-Crafts反應和加氫甲酰化，即使用吡啶磺酸鹽離子液體替換傳統有機溶劑，并在一定程度上充當反應的催化劑，提高反應的轉化率和選擇性；離子液體經溶劑萃取、減壓蒸餾處理后，可重復使用。
在上述合成吡啶磺酸鹽離子液體技術方法中，步驟(1)是關鍵步驟。若上述所用強酸非水溶液，步驟(2)可省略。若合成原料-吡啶磺酸內鹽和強酸純度足夠高，步驟(3)、步驟(4)可以省略。下面僅舉幾個實施例對本發明予以說明。
實施實例1合成[PrSPy]+.pTSA-離子液體(吡啶丙烷磺酸-對甲苯磺酸)0.153mol(31.55g)吡啶丙烷磺酸內鹽和0.153mol(29.02g)對甲苯磺酸水合物(pTSA.H2O)，70℃攪拌反應12小時。白色固體緩慢完全液化。20ml乙醚洗滌產物3次。轉入旋轉蒸發儀，100℃，20Torr減壓蒸餾。得[PrSPy].pTSA，室溫下呈無色透明液體。本離子液體對水穩定且無明顯蒸氣壓。所用的吡啶丙烷磺酸內鹽的分子結構如下
實施實例2合成[PrSPy]+.BF4-離子液體(吡啶丙烷磺酸-四氟化硼)0.490mol(98.66g)吡啶丙烷磺酸內鹽和0.490mol(104.9g)0.HBF4水溶液(40％w)，40℃攪拌反應24小時。轉入旋轉蒸發儀，100℃，20Torr減壓蒸餾除去水。60ml乙醚洗滌3次。50℃，20Torr再次減壓蒸餾。得[PrSPy]+.BF4-，室溫下呈無色透明液體。本離子液體對水穩定且無明顯蒸氣壓。
實施實例3合成[PrSPy]+.PF6-離子液體(吡啶丙烷磺酸-六氟合磷)0.051mol(10.2g)吡啶丙烷磺酸內鹽和0.051mol(12.38g)HPF6水溶液(60％w)，45℃攪拌反應12小時。靜置分層，除去上層水相。20ml乙醚洗滌3次。50℃，20Torr減壓蒸餾。得[PrSPy]+.PF6-，室溫下呈白色粘稠固體，55℃以上呈白色粘稠液體。本離子液體對水穩定且無明顯蒸氣壓。
實施實例4合成[PeSPy]+.pTSA-離子液體(吡啶戊烷磺酸-對甲苯磺酸)0.153mol(35.94g)吡啶戊烷磺酸內鹽和0.153mol(29.02g)對甲苯磺酸水合物(pTSA.H2O)，70℃攪拌反應12小時。固體緩慢完全液化。20ml乙醚洗滌產物3次。轉入旋轉蒸發儀，100℃，20Torr減壓蒸餾。得[PeSPy].pTSA，室溫下呈無色透明液體。本離子液體對水穩定且無明顯蒸氣壓。所用的吡啶戊烷磺酸內鹽分子結構如下 實施實例5合成[MMPSPy]+.pTSA-離子液體(2，4-二甲基吡啶丙烷磺酸-對甲苯磺酸)0.086mol(17.96g)2，4-二甲基吡啶丙烷磺酸內鹽和0.086mol(14.51g)對甲苯磺酸水合物(pTSA.H2O)，70℃攪拌反應12小時。白色固體緩慢完全液化。20ml乙醚洗滌產物3次。轉入旋轉蒸發儀，100℃，20Torr減壓蒸餾。得[MMPSPy]+.pTSA-，室溫下呈無色透明液體。本離子液體對水穩定且無明顯蒸氣壓。所用的2，4-二甲基吡啶丙烷磺酸內鹽的結構如下
實施實例6合成[MEPSPy]+.BF4-離子液體(2-甲基-5-乙基吡啶丙烷磺酸-四氟化硼)0.20mol(49.46g)2-甲基-5-乙基吡啶丙烷磺酸內鹽和0.20mol(42.8g)HBF4水溶液(40％w)，40℃攪拌反應24小時。轉入旋轉蒸發儀，100℃，20Torr減壓蒸餾除去水。60ml乙醚洗滌3次。50℃，20Torr再次減壓蒸餾。得[MEPSPy]+.BF4-，室溫下呈無色透明液體。本離子液體對水穩定且無明顯蒸氣壓。所用的2-甲基-5-乙基吡啶丙烷內鹽的結果如下 實施實例7合成[MPSPy]+.BF4-離子液體(2-甲基醇吡啶丙烷磺酸-四氟化硼)0.25mol(57.82g)2-甲基醇吡啶丙烷磺酸內鹽和0.25mol(53.5g)HBF4水溶液(40％w)，40℃攪拌反應24小時。轉入旋轉蒸發儀，100℃，20Torr減壓蒸餾除去水。60ml乙醚洗滌3次。50℃，20Torr再次減壓蒸餾。得[MPSPy]+.BF4-，室溫下呈無色透明液體。本離子液體對水穩定且無明顯蒸氣壓。所用的2-甲基醇吡啶丙烷內鹽的結果如下 實施實例8[PrSPy]+.BF4-催化乙酸和乙醇酯化合成乙酸乙酯。
按照實例2合成的離子[PrSPy]+.BF4-0.051mol(14.67g)放入三頸瓶中，隨后加入乙醇0.095mol(4.365g)，乙酸0.054mol(3.245g)。85℃冷凝回流反應20小時。76-78℃蒸出乙酸乙酯。氣相色譜分析得轉化率95％，選擇性100％。離子液體經減壓蒸餾脫水可重復使用。
實施實例9[PrSPy]+.BF4-催化苯甲酸和乙醇化合成苯甲酸乙酯。
按照實例2合成的離子[PrSPy]+.BF4-0.048mol(13.793g)放入三頸瓶中，隨后加入乙醇0.095mol(4.392g)，苯甲酸0.048mol(5.826g)。80℃冷凝回流反應24小時。靜置10min分層。分液漏斗取上層液體即得產物苯甲酸乙酯，氣相色譜分析得轉化率92％，選擇性100％。離子液體經減壓蒸餾脫水可重復使用。
實施實例10重復使用[PrSPy]+.BF4-催化苯甲酸和甲醇化合成苯甲酸甲酯。
按照實例2合成的離子[PrSPy]+.BF4-0.049mol(14.0967g)放入三頸瓶中，隨后加入甲醇0.121mol(3.856g)，苯甲酸0.045mol(5.4881g)。85℃冷凝回流反應24小時。靜置20min分層。分液漏斗取上層液體即得產物苯甲酸甲酯，氣相色譜分析得轉化率77.4％，選擇性100％。離子液體經80℃減壓蒸餾脫水，按上述相同步驟催化苯甲酸和甲醇合成苯甲酸甲酯，重復第一次轉化率為77.9％，選擇性100％。重復第二次轉化率為77.8％，選擇性100％。
實施實例11[PrSPy]+.pTSA-催化苯甲酸和甲醇化合成苯甲酸甲酯。
按照實例1合成的離子液體[PrSPy]+.pTSA-0.037mol(14.597g)放入三頸瓶中，隨后加入甲醇0.1mol(3.19g)，苯甲酸0.039mol(4.79g)。90℃冷凝回流反應24小時。靜置10min分層。分液漏斗取上層液體即得產物苯甲酸甲酯，氣相色譜分析得轉化率70.1％，選擇性100％。離子液體經減壓蒸餾脫水可重復使用。
實施實例12[PrSPy]+.pTSA-催化甲苯羰化合成對甲基苯甲醛。
按照實例1合成的[PrSPy]+.pTSA-離子液體0.128mol(50.09g)，甲苯0.075mol(6.89g)放入高壓不銹鋼反應釜中，通CO至7.4MPa，60℃攪拌反應3小時。正己烷萃取得產物對甲基苯甲醛，甲苯轉化率23％，選擇性94％。離子液體減壓蒸餾除去未反應物，可重復使用。
實施實例13[PrSPy]+.BF4-催化環己酮肟Beckman重排合成己內酰胺按照實例2合成的離子[rPSPy]+.BF4-0.0165mol(4.771g)0.0018mol放入三頸瓶中，隨后加入環己酮肟0.0018mol(0.201g)。80℃冷凝回流反應6小時。使用10ml甲苯分三次萃取反應產物，合并萃取液。氣相色譜分析得轉化率91％，選擇性82％。
實施實例14[PrSPy]+.pTSA-催化環己酮肟Beckman重排合成己內酰胺按照實例1合成的離子[PrSPy]+.pTSA-0.015mol(6.030g)放入三頸瓶中，隨后加入環己酮肟0.0027mol(0.304g)。100℃冷凝回流反應1小時。使用10ml甲苯分三次萃取反應產物，合并萃取液。氣相色譜分析得轉化率93，選擇性85％。
權利要求
1.一種吡啶磺酸鹽離子液體，其分子結構式為[RSPy]+X-，其中，[RSPy]+的結構如下 其中，R1，R2，R3，R4，R5相同或不同，且分別、單獨或共同具有如下含義-H-鹵素-烷基(C1-C8)，可被基團F、SO3H、Cl或OH基團部分或者完全取代；其中，R6是烷烴基，其上的氫原子可被基團SO3H，F，Cl或OH基團部分或完全取代；其中，X-為以下結構陰離子 BF4-、PF6-、CF3SO3-、CH3(C6H4)SO3-、Cl-、HSO4-、NO3-、H2PO4-、CnH2n+1COO-、N(C2F5SO2)2-、C(CF3SO2-)3-、CnH2n+1SO3-或CF3CO2-。
2.一種吡啶磺酸鹽離子液體的制備方法，其特征在于1)將吡啶磺酸內鹽與等摩爾比的酸HBF4、HPF6、CF3SO3H、CH3(C6H4)SO3H、HCl、H2SO4、HNO3、H3PO4、CnH2n+1COOH、N(C2F5SO2)2H、C(CF3SO2-)3H、CnH2n+1SO3H，或CF3CO2H及其溶液混合，在0-100℃攪拌反應1～24小時；其中1<n>9；2)反應完畢，80～100℃減壓蒸餾除去水分，得吡啶磺酸鹽離子液體；3)將離子液體用乙醚洗滌1-5次；4)40～60℃減壓蒸餾，得高純吡啶磺酸鹽離子液體；所述吡啶磺酸內鹽為具有如下分子結構的化合物， 其中，R1，R2，R3，R4，R5相同或不同，且分別、單獨或共同具有如下含義-H-鹵素-烷基(C1-C8)，可被基團F、SO3H、Cl或OH基團部分或者完全取代；其中，R6是烷烴基，其上的氫原子可被基團SO3H，F，Cl或OH基團部分或完全取代。
3.一種吡啶磺酸鹽離子液體的應用，其特征在于所述吡啶磺酸鹽離子液體用于酯化反應，其酯化反應的過程將吡啶磺酸鹽離子液體酸醇的摩爾比為(0.1～5)∶1∶(1～5)的吡啶磺酸鹽離子液體、酸和醇放入反應瓶中，攪拌，加熱溫度70～120℃，冷凝回流，反應2～48小時，反應液靜置2-20min，重力沉降分層，取出上層有機溶液層，得產品酯，轉化率70～100％，選擇性100％；酯化反應過程中無需除水，其下層的離子液體經簡單脫水后重復使用，其催化活性不變。
4.根據權利要求3所述吡啶磺酸鹽離子液體的應用，其特征在于所述進行酯化反應的酸有C1～C18飽和或不飽和的脂肪酸包括甲酸、乙酸、十八酸或含1-5個苯環的芳香酸苯甲酸、苯乙酸或3-羥基苯乙酸；所述進行酯化反應的醇有C1～C18飽和或不飽和的直鏈醇和支鏈醇包括甲醇、乙醇或3-甲基丁醇。
5.一種吡啶磺酸鹽離子液體的應用，其特征在于所述吡啶磺酸鹽離子液體用于Beckman重排反應的過程將吡啶磺酸鹽離子液體脂肪族或脂環族酮肟的摩爾比為1∶(0.1～10)的吡啶磺酸鹽離子液體、含肟基團化合物放入反應瓶中，攪拌，加熱溫度40-120℃，反應2-48小時，采用有機溶劑萃取，獲得相應的脂肪族和脂環族酰胺產物，轉化率90-100％，選擇性30-100％，離子液體減壓蒸餾除去未反應物，可重復使用，其催化活性不變。
6.根據權利要求5所述吡啶磺酸鹽離子液體的應用，其特征在于所述有機溶劑為含芳香族苯環結構的有機溶劑苯、甲苯或氯苯。
7.根據權利要求5所述吡啶磺酸鹽離子液體的應用，其特征在于所述適合吡啶磺酸鹽離子液體進行Beckman重排反應的含肟基團化合物包括脂肪族或脂環族酮肟，其脂肪族丙酮肟或丁酮肟，其脂環族環己酮肟或環庚酮肟。
8.一種吡啶磺酸鹽離子液體的應用，其特征在于所述吡啶磺酸鹽離子液體用于芳香烴化合物的羰化反應，其羰化反應為將吡啶磺酸鹽離子液體芳香烴的摩爾比為(0.1～10)∶1的吡啶磺酸鹽離子液體與芳香烴化合物放入高壓反應釜中，通入一氧化碳(CO)使反應器內的壓力升至0.1-16MPa，攪拌，加熱溫度0～100℃，反應1～6小時，反應液冷卻至室溫，蒸餾或溶劑萃取得產物芳香醛；轉化率10-60％，選擇性大于90-98％，離子液體減壓蒸餾除去未反應物，重復使用。
9.根據權利要求8所述吡啶磺酸鹽離子液體的應用，其特征在于所述芳香烴化合物包括甲苯或二甲苯。
10.一種吡啶磺酸鹽離子液體的應用，其特征在于所述吡啶磺酸鹽離子液體還用于有機化學反應，尤其是酸催化的有機化學反應，包括醇脫水縮合成醚，烷基化反應，Friedel-Crafts反應和加氫甲酰化，即使用吡啶磺酸鹽離子液體替換傳統有機溶劑，并充當反應的催化劑，提高反應的轉化率和選擇性；離子液體經溶劑萃取、減壓蒸餾處理后，重復使用。
全文摘要
本發明公開了屬于化學材料及其制備技術領域的一種吡啶磺酸鹽離子液體及其制備和應用。先將吡啶磺酸內鹽與等摩爾比的酸或者其溶液混合，在加溫時的同時進行攪拌，反應1～24小時，減壓蒸餾得高純吡啶磺酸鹽離子液體。所得吡啶磺酸鹽離子液體對水穩定，粘度小，室溫下呈無色透明液體，離子液體呈酸性，能作為有機化學反應的溶劑及催化劑，尤其適用于進行酯化、Beckman重排、羰化或醇脫水成醚的酸催化的有機化學反應的可充當有機化學反應中的溶劑和催化劑，可重復使用。合成條件溫和，原料價廉易得，制備過程簡單，無需過多操作就能獲得高純產品，制備過程無副產物，保護了環境。反應轉化率高，選擇性好，所需設備少，制備成本低，適宜大規模工業化生產應用。
文檔編號B01J31/02GK1594280SQ20041004973
公開日2005年3月16日 申請日期2004年6月25日 優先權日2004年6月25日
發明者王濤, 邢華斌, 周震寰, 戴猷元 申請人:清華大學