离子液体催化烷基化反应的研究进展[1]

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1、第20卷第3期分子催化Vol.20,No.32006年6月JOURNALOFMOLECULARCATALYSIS(CHINA)Jun.2006文章编号:100123555(2006)0320278206离子液体催化烷基化反应的研究进展1)王鹏,高金森,王大喜,徐春明,刘植昌(中国石油大学重质油国家重点实验室,北京102249)关键词:离子液体;烷基化;绿色化学中图分类号:O643.32文献标识码:A烷基化催化剂发展至今已有多种,如浓硫酸、应用的重要领域.其理由是由烷基铵盐与AlCl3组氢氟酸、杂多

2、酸、分子筛和离子液体等各超强酸类成的复合离子液体中含有傅氏烷基化反应所需的活-[10,11]催化剂.用无机酸催化烷基化反应已有较好的技术性物种[Al2Cl7].Sherif等研究了卤代金属:并被工业化,但存在着许多技术问题,其致命的缺AlCl3、CuCl和FeCl3等与烷基胺盐酸盐构成的离子点是存在着严重的设备腐蚀和环境污染等问题.液体催化烷基化反应的活性,发现AlCl3催化剂对20世纪90年代后期兴起的绿色化学是从源头如下烷基化反应有很好的催化活性:清除污染的一项措施,它为人类解决化学工业对环[

3、1]境的污染提供了有效的手段.作为克服上述无机酸催化剂的致命缺点,新型离子液体催化剂特别适[2～5]应于目前所倡导的绿色化学技术的要求,可做[6～8]多种有机反应的催化剂.离子液体是由烷基季+++铵阳离子(如R4N、PR4、SR3)等与复合阴离子---(如AlCl4、BF4、SbF6)组成的复合盐,室温下他们还发现AlCl3与烷基胺盐酸盐的摩尔比为为液态且温度范围宽,不易挥发、不燃烧,无毒,2∶1时催化效果更好.催化剂与烯烃(cat./olefin)使用安全,溶解能力强,而且是含有B酸和L酸两的摩

4、尔比为0.12,远小于目前工业HF作为催化剂重酸性的超强酸,可做特殊溶剂,并具有很高的酸生产的cat./olefin比(5～20).催化剂还可循环使催化活性和选择性,是目前最有前途的一种新型绿用,显示出该类离子液体催化剂(Ils(AlCl3))具有色烷基化催化剂,已成为当今化学研究的热点之很好的催化性能(见表1).一.我们对离子液体催化烷基化反应的研究进展进他们将丙烯气体以60mL/min的速率通过苯与行了综述.离子液体的混合液,并在15分钟内将反应温度从1离子液体催化苯的烷化26℃升至62℃,在

5、剧烈搅拌下反应制备烷基苯,其中异丙苯的选择性高达78%.1.1卤代金属与叔胺盐类组成的离子液体[9]铝氯酸离子液体AlCl3/Et3NHCl可作为苯与12Welton等认为:傅氏烷基化反应是离子液体己烯烷基化反应的催化:收稿日期:2004210219;修回日期:2005201227.基金项目:国家自然科学基金资助项目(0206018);中国石油天然气集团公司中青年创新基金(03E7017).作者简介:王鹏,女,生于1982年,博士生.1)通讯联系人,E2mail:daxiw@163bj.com.第

6、3期王鹏等:离子液体催化烷基化反应的研究进展279[12,13]陈慧等研究发现AlCl3/Et3NHCl可在1了铝氯酸离子液体催化上述烷基化反应,获得了较min内催化反应完全转化,单烷基选择性可达好的反应条件,可在转化率和选择性没有明显下降[14]98.1%,具有很高的催化活性.Song等也研究的情况下,大大缩短反应时间,同时催化剂还能实表1AlCl3与烷基胺盐酸盐离子液体和HF催化合成十二烷基苯的产品分布Table1Theisomerdistribution(%ofdodecylbenzenef

7、romthereactionof12dodeceneandbenzene)forthetwocatalystsystemsCatalystsystem22dodecylbenzene32dodecylbenzene42dodecylbenzene52dodecylbenzene62dodecylbenzeneHF2017162324Ils(AlCl3)32221615153:Catalyst/olefinratio:HFca.5220;Ils(AlCl3)ca.0.12;Reactiontemp.

8、:80℃;Time:1h;Conversion:100%现多次重复使用.由于铝氯酸离子液体对水和空气化剂的失活,表明失活主要是烯烃聚合所致.显敏感而难以保存,他们通过原位合成的途径制备这然,当离子液体被负载时,催化体系表现出与固体种催化剂以满足反应要求.Song等还研究了三乙胺酸催化剂相同的特点,离子液体活性中心的立体结盐酸盐与氯化铁组成的离子液体催化苯与12己烯构性质和对饱和烃的溶解能力没能得到发挥,离子烷基化反应,探索通入氯化氢的时间对反应转化率液体的优点未能得以展现.[7,8