專利名稱：用離子液體催化劑制備丁二酸二甲酯的方法
技術領域：
本發明涉及一種用離子液體催化劑制備丁二酸二甲酯的方法，屬于有機化學反應方法的技術領域。
背景技術：
丁二酸二甲酯是一種重要的化工產品，主要應用在食品、化工、醫藥行業。傳統的丁二酸二甲酯主要是由丁二酸、順酐與甲醇通過酯化反應制得的。傳統的酯化方法大多采用硫酸、磷酸等無機酸作為催化劑來實現，但是反應后殘余的廢酸會造成環境污染。離子液體是近年來日益受到關注的一類環境友好型試劑，具有穩定性好，不揮發，與有機物溶解性可調等優點。離子液體是一種在室溫下以液體形式存在的一種鹽，具有許多特殊的性質，如其飽和蒸汽壓非常低幾乎為零，能溶解許多無機物和有機物，沒有腐蝕 性，可以通過調配其陰陽離子的種類及數量制備出不同的離子液體。目前關于離子液體的種類和所涉及的領域也越來越多。有文獻報道以鋁酸鹽離子液體為催化劑和反應介質實現了醇酸酯化反應，但是這類離子液易于水解；近幾年有文獻報道了對水比較穩定的咪唑、吡啶類質子酸離子液體廣泛應用于酸催化酯化反應，這類催化劑具有較好的催化酯化反應活性和重復實用性。專利CN1405140報道了利用離子液體[Hmin]+BF4-為催化劑和溶劑，進行酯化反應的脂肪酸或芳香酸和直鏈醇經過攪拌，加熱，靜置，重力沉降，分液得酯化產品，轉化率達到了 80-100%，選擇性為100%。專利CN101172949A公開了一種磺酸基功能化嗎啡啉季銨鹽離子液體催化酯化的方法，特征是以磺酸基功能化的嗎啡啉季銨鹽離子液體為酯化反應的催化劑、溶劑和脫水劑，加入量為醇和酸的總摩爾的O. 5-100%，在10-140°C反應O. 5-12小時，酸的轉化率為86. 3%，酯的選擇性達到了 100%。
發明內容
本發明提供了一種以離子液體催化制備丁二酸二甲酯的方法，該方法克服了現有技術以稀硫酸為催化劑時對環境的污染以及對設備的腐蝕問題，以及固體酸催化劑催化方法中反應條件苛刻，酯化產物收率低的問題。本發明提供了一種使丁二酸單甲酯和甲醇酯化制備丁二酸二甲酯的方法，其特征在于，使用丁二酸單甲酯和醇作為反應物，以咪唑、吡啶類離子液體作為催化劑，在氮氣氣氛下，反應壓力為O. l_3Mpa,反應溫度為9(Tl50°C,反應時間為6_12h,離子液體、丁二酸單甲酯、醇的摩爾比為(O. 1-2) :1: (1-10)，其中，所述的離子液體催化劑為對水穩定、呈酸性的咪唑、吡啶類離子液體，所述咪唑類陽離子的結構如下所示
權利要求
1.一種使丁二酸單甲酯和甲醇酯化制備丁二酸二甲酯的方法，其特征在于，使用丁二酸單甲酯和醇作為反應物，以咪唑、吡啶類離子液體作為催化劑，在氮氣氣氛下，反應壓力為0. l_3Mpa,反應溫度為9(Tl50°C,反應時間為6_12h,離子液體、丁二酸單甲酯、醇的摩爾比為(0. 1-2) :1: (1-10)， 其中，所述的離子液體催化劑為對水穩定、呈酸性的咪唑類或吡啶類離子液體， 所述咪唑類陽離子的結構如下所示
2.根據權利要求I所述的方法，其中，所述離子液體催化劑為對甲苯磺酸I-乙基-3-甲基咪唑鹽離子液體，所述反應壓力為IMpa，反應溫度為100°C，反應時間為10h。
3.根據權利要求I所述的方法，其中，所述離子液體催化劑為I-羧甲基-3-乙基咪唑四氟硼酸鹽離子液體，所述反應壓力為IMpa，反應溫度為100°C，反應時間為12h。
4.根據權利要求I所述的方法，其中，所述離子液體催化劑為I-羧甲基-3-乙基咪唑硫酸鹽離子液體，所述反應壓力為0. IMpa,反應溫度為120°C,反應時間為10h。
5.根據權利要求I所述的方法，其中，所述離子液體催化劑為I-羧甲基-3-乙基咪唑碳酸鹽離子液體，所述反應壓力為IMpa，反應溫度為120°C，反應時間為9h。
6.根據權利要求I所述的方法，其中，所述離子液體催化劑為對甲苯磺酸I-乙基-2-甲基吡啶鹽離子液體，所述反應壓力為IMpa，反應溫度為100°C，反應時間為10h。
7.根據權利要求I所述的方法，其中，所述離子液體催化劑為I-甲基-2-乙基吡啶四氟硼酸鹽離子液體，所述反應壓力為IMpa，反應溫度為100°C，反應時間為12h。
8.根據權利要求I所述的方法，其中，所述離子液體催化劑為I-羧甲基-3-乙基吡啶硫酸鹽離子液體，所述反應壓力為0. IMpa,反應溫度為120°C,反應時間為10h。
9.根據權利要求I所述的方法，其中，所述離子液體催化劑為I羧甲基-3-乙基吡啶碳酸鹽離子液體，所述反應壓力為IMpa,反應溫度為120°C,反應時間為9h。
全文摘要
本發明提供了一種用離子液體催化劑制備丁二酸二甲酯的方法。具體而言，本發明涉及一種使丁二酸單甲酯和甲醇酯化制備丁二酸二甲酯的方法，該方法使用丁二酸單甲酯和醇作為反應物，以咪唑、吡啶類離子液體作為催化劑，在氮氣氣氛下，反應壓力為0.1-3Mpa，反應溫度為90~150℃，反應時間為6-12h，離子液體、丁二酸單甲酯、醇的摩爾比為(0.1-2):1:(1-10)。該方法所用的催化劑的制備工藝簡單，原料易得，制備過程中無副產物，反應轉化率高，選擇性好，所需的設備少，成本低，適用于大規模工業化生產。
文檔編號C07C67/08GK102757344SQ20121025151
公開日2012年10月31日 申請日期2012年7月19日 優先權日2012年7月19日
發明者劉康, 孫長江, 張新志, 張英偉 申請人:北京旭陽化工技術研究院有限公司