[发明专利]一种多孔碱性负载离子液体催化剂及其制备方法和用途

说明书

本发明提供了一种多孔碱性负载离子液体催化剂，所述多孔碱性负载离子液体催化剂具有如式(I)所示的结构；本发明还提供了一种多孔碱性负载离子液体催化剂的制备方法及其用途；本发明所提供的多孔碱性负载离子液体催化剂宏观上尺寸较为均一，直径150μm‑250μm，内部具有丰富的孔径结构和较大的比表面积，相比于现有方法中使用无机酸或碱催化的方法，本发明所提供的催化活性高，催化剂回收率高，循环使用仍保持催化活性，原料的转化率仍可高达99％左右，不存在腐蚀设备的问题，能够避免常规的固载化方法对于催化活性的影响，克服了催化剂分离循环利用不足的问题，具有较高的应用价值。

技术领域

本发明属于负载离子液体催化领域，涉及一种多孔碱性负载离子液体催化剂及其制备方法和用途。

背景技术

环醚化合物是一种基本的杂环化合物。环醚化合物普遍存在于天然产物中，一些含有此类结构的化合物表现出独特的生物活性，这些化合物可以被作为抗菌剂、抗氧化以及抗有丝分裂剂，具有较高的药用价值。

环醚可以直接由容易获取的二羟基或多羟基化合物通过分子内环化脱水获得。由于羟基作为离去基团活性较低，因此这类反应需要强的酸性催化剂以及较高的反应温度。温和的反应下环醚的合成往往需要通过分步反应实现：首先是在甲苯璜酰氯、氯化亚砜或三溴化膦等试剂的作用下将其中一个羟基选择性的转化为易离去基团；其次是另一羟基官能团进行分子内的亲核取代反应生成相应的环醚化合物。

异山梨醇作为生物基环醚的典型代表，是重要的“平台型”化工原料，其合成主要是通过山梨醇脱水进行。传统的方法采用无机酸作为催化剂，可以采用HCl、H₃PO₄、HF、H₂SO₄等无机酸作为山梨醇脱水催化剂，制备山梨醇。此外，CN106694035A公开了酸性离子液体作为催化剂合成异山梨醇的方法，采用磺酸官能化离子液体催化剂催化制备多元糖醇相应的脱水化合物，尽管液体酸的催化活性高，但在实际生产中存在对设备腐蚀严重，副反应多，催化剂不易分离的问题。

目前，采用均相当量碱催化合成环醚以及异山梨醇具有较高的选择性，这类方法为环醚及异山梨醇的制备提供了新的思路，然而这条路线应用的首要问题是解决催化剂的用量及回收问题。

在非均相催化方面，负载离子液体催化剂不仅具备离子液体催化的优势，还具有回收简单、易于工业化等优点。目前已报道了负载离子液体催化剂的应用主要集中在中性或酸性催化方面，碱性负载离子液体催化剂研究较少，且主要采用氢氧根阴离子类型。

因此，如何解决目前合成中存在的催化效率较低、催化剂难以回收的问题，对于相关反应的合成至关重要。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种多孔碱性负载离子液体催化剂及其制备方法和用途，其是一类高效、稳定的多孔碱性负载离子液体催化剂。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种多孔碱性负载离子液体催化剂，所述多孔碱性负载离子液体催化剂具有如式(I)所示的结构：

其中，n环为芳环，所述芳环包括苯环、萘环、吡啶、吡嗪、嘧啶或噻吩中的任意一种；

m环为芳环，所述芳环包括苯环、萘环、吡啶、吡嗪、嘧啶或噻吩中的任意一种；

X为氟、氯、溴或碘中的任意一种。