[发明专利]一种多酸类离子液体催化剂、制备方法及用其催化乙酸环己酯水解制备环己醇的方法

说明书

本发明公开了一种多酸类离子液体催化剂、制备方法及用其催化乙酸环己酯水解制备环己醇的方法。该水解制备环己醇的方法以乙酸环己酯为原料，以双磺酸基功能化多酸类离子液体为催化剂，通过水解反应制备环己醇。本发明乙酸环己酯转化率高达91％，环己醇选择性高达95％，环己醇收率达到了87％。本发明所述的方法具有水解反应快，环己醇选择性高，反应条件温和，催化剂易于重复使用等优点。

技术领域

本发明涉及一种多酸类离子液体催化剂、制备方法及用其催化乙酸环己酯水解制备环己醇的方法，涉及环己醇的催化合成领域，以及离子液体领域。

背景技术

环己醇是生产己二酸、己二胺、己内酰胺、环己酮等重要化工产品的中间原料，还广泛应用于有机化工、纺织、涂料、染料等领域。目前，环己醇的生产方法主要有环己烷氧化法、苯酚加氢法和环己烯直接水合法。工业上，主要用环己烷氧化法来生产环己醇。然而，由于原料易与空气形成爆炸混合物、环己烷转化率低、环己醇选择性差、能耗高、三废问题严重等缺陷限制了其发展。苯酚加氢法由于苯酚价格较高、反应中需要消耗大量氢气使其发展缓慢。其中，环己烯直接水合法是一种有发展前景的方法，该法原子利用率高、无废弃物和环境污染。但是由于环己烯和水互溶性极差，导致其反应速率慢、单程转化率低、产物分离循环使用增加能耗，而且生产工艺操作难度大，这都限制了其应用。为了克服环己烯直接水合法的种种缺陷，为此，国内外众多学者研究开发了环己烯间接法制备环己醇工艺，即环己烯与羧酸(如乙酸)先酯化，然后再水解制备环己醇。其中，水解作为整个反应的第二个步骤，其重要性不言而喻。

一些新型的催化剂已经应用于乙酸环己酯水解制备环己醇反应过程中，采用酸性阳离子交换树脂、分子筛等催化剂用于水解反应，均获得了一定的收率，但仍然达不到较好的理想反应效果，其转化率与环己醇的选择性较差。例如，酸性阳离子交换树脂催化剂显示出良好的催化活性，但同时也存在一些缺陷，如热稳定性差、易中毒和失活、存在传质等问题。

综上所述，如何将乙酸环己酯在水解反应中高效地转化为环己醇还存在着一些困难与挑战，如水解反应速率低、反应过程伴随副产物环己烯的产生及环己醇收率偏低等问题。因此，迫切需要开发活性高及可重复使用的环境友好型催化体系以及绿色合成工艺以解决上述关键问题。

本发明合成了一种双二甲氨基乙基醚丁基磺酸内酯杂多酸盐催化剂，并将其应用于乙酸环己酯水解合成环己醇。

发明内容

本发明的目的是解决上述背景技术的不足，提出一种乙酸环己酯水解制备环己醇的新方法，其特点是采用双磺酸基功能化多酸类离子液体为催化剂，以乙酸环己酯为原料，经水解反应生成环己醇。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

一种多酸类离子液体催化剂，其特征在于，所述催化剂为双磺酸基功能化多酸类离子液体，所述双磺酸基功能化多酸类离子液体为双二甲氨基乙基醚丁基磺酸内酯杂多酸盐，其结构式为：[Bis-Bs-BDMAEE]X

上述式中X为以下杂多酸根离子的一种以上：HPW₁₂O₄₀^2-，HPMo₁₂O₄₀^2-，H₂SiW₁₂O₄₀^2-，H₂PW₁₁VO₄₀^2-，H₂PMo₁₁VO₄₀^2-，或H₃SiW₁₁VO₄₀^2-。

上述双磺酸基功能化多酸类离子液体包括：

[Bis-Bs-BDMAEE]HPW₁₂O₄₀、