[发明专利]离子液体催化制备2,6-二甲基萘的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种离子液体催化制备二甲基萘的方法。 

背景技术

2，6-二甲基萘(2，6-DMN)通过氧化得到的2，6-萘二甲酸是生产新型聚酯高分子材料聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)的关键原料。PEN综合性能优良，它不但具有聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的特性，而且几乎所有性能都优于PET。广泛用于制造工业、建筑构件、纤维、绝缘材料、胶卷、磁盘、饮料瓶、食品包装用薄膜、航天航空和原子能材料等行业，是近10年开发应用最快的高分子材料之一。 

美国BP Amoco公司是目前世界上最早实现2，6-DMN规模化生产的企业，是以二甲苯为原料经四步反应合成2，6-DMN(Kyuko Y.et al.，US 5396007；L.D.Lillwitz，Appl.Catal.A:Gen.，2001，221：337-358)，但是由于工艺过程复杂、生产成本高，其生产能力远不能满足世界范围内日益增加的对PEN的需求。 

以萘或甲基萘为原料经烷基化反应一步合成2，6-DMN的方法具有原料来源丰富、工艺路线短等优点，是极具工业化前景的路线，但是萘或甲基萘的烷基化或转移烷基化是一个复杂的反应体系，同时还有多烷基化、异构化、歧化、裂化等副反应发生，反应产物通常是混合物，因此，实现该工艺路线的关键是开发具有适宜反应活性和对2，6-DMN具有高选择性的催化材料。G.P.Hagen等人(US5670704)以AlCl₃为催化剂，均四甲苯等多甲基苯为转移烷基化剂，卤代烃为溶剂，在40℃下进行β-甲基萘的转移烷基化反应。实验结果表明，2，6-DMN的收率可达28.74％，但是在烷基化或转移烷基化产物中仅二甲基萘就有十种异构体，特别是2，6-DMN和2，7-DMN的分子动力学尺寸相近，均为0.72nm，又都是热力学稳定的异构体，而且这些异构体之间的沸点相近，2，6-DMN与2，7-DMN的沸点仅相差0.3℃，产物分离十分困难，2，6-DMN/2，7-DMN的总选择性在60％以上。尽管该反应条件较缓和，但由于AlCl₃催化剂不能重复使用，催化剂与产品分离困难，同时还会产生含酸废水，对设备产生腐蚀。因此研究开发一种在温和条件下高选择性合成2，6-DMN的 催化剂体系是极为重要的。 

离子液体是完全由有机阳离子和无机或有机阴离子构成、在室温或室温附近温度下呈液体状态的盐类，通过调节阳离子和阴离子的比例或在离子液体中引入含活泼氢的酸性基团可得到具有催化功能的酸性离子液体。现有方法采用盐酸三乙胺氯铝酸盐离子液体催化2-甲基萘与均四甲苯转移烷基化反应制备2，6-DMN，在室温下反应8小时后，2-甲基萘的转化率达到23.4％时，2，6-DMN的选择性达到66.0％，2.6-/2，7-DMN比高于3.6，为离子液体催化选择合成2，6-DMN提供了可能。氯铝酸盐离子液体通过HCl改性可以获得超强酸，使其酸性增强，有利于提高离子液体的催化活性。 

发明内容

本发明的目的是为了解决现有制备2，6-二甲基萘方法存在的工艺复杂、副产物多、2，6-二甲基萘的选择性差，从产物中分离2，6-二甲基萘困难的问题，提供了一种离子液体催化高选择性制备2，6-二甲基萘的方法。 

本发明离子液体催化制备2，6-二甲基萘的方法如下：将甲基萘、转移烷基化剂和溶剂混合，然后向混合后的溶液中加入占混合液总重量10％～75％的离子液体催化剂，在惰性气体保护、温度为10℃～50℃的条件下反应0.5小时～8小时，然后冷却到室温，再将分层的反应液中的上层反应液倾析后经分离得到2，6-二甲基萘；其中所述的甲基萘与转移烷基化剂的摩尔比为1:0.5～3，甲基萘与溶剂的摩尔比为1:5～30；所述的转移烷基化剂为1，2，4，5-四甲苯；所述的溶剂为环己烷、正己烷或十氢萘。 

本发明中在冷却的条件下反应液自然分层，其中离子液体催化剂在下层。 

本发明方法中所述的甲基萘为2-甲基萘或混合甲基萘，其中混合甲基萘是由β-甲基萘与α-甲基萘按照2～4:1的摩尔比组成的混合物；所述的惰性气体为氮气或氩气。