[发明专利]一种硅烷化壳聚糖固载酸性离子液体催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种硅烷化壳聚糖固载酸功能化离子液体催化剂，其特征在于该催化剂的结构式如下所示：

其中，R为CH₃或C₂H₅；X为PW₁₂O₄₀(PW)、SiW₁₂O₄₀(SiW)、HSO₄、BF₄或p-CH₃(C₆H₄)SO₃(p-PTSA)；n＝3或4。

2.如权利要求1所述的一种硅烷化壳聚糖固载酸功能化离子液体催化剂的制备方法，其特征在于该方法是以壳聚糖为载体，与1-(3-磺酸基)烷基-3-[3-(三烷氧基硅基)丙基]咪唑盐进行缩合反应，即得到所述的壳聚糖固载离子液体催化剂，具体反应式如下所示：

3.如权利要求2所述的一种硅烷化壳聚糖固载酸性离子液体催化剂的制备方法，其特征在于该方法是按照以下步骤进行的：

(1)合成1-(3-磺酸基)烷基-3-[3-(三烷氧基硅基)丙基]咪唑盐离子液体，标记为IL-X，X为阴离子，如PW或HSO₄以备用；

离子液体IL-X的合成可分为3步；

(i)以甲苯为溶剂，咪唑、烷基磺内酯与溶剂按照1:1:20的摩尔比混合，在110℃搅拌反应48h，过滤，甲苯洗涤，真空干燥3h，得到磺烷基咪唑；

(ii)以甲苯为溶剂，3-氯丙基三烷氧基硅烷偶联剂、磺烷基咪唑和溶剂按照1:1:20的摩尔比混合，在80℃搅拌反应24h，甲苯洗涤，真空干燥3h，得到硅烷化咪唑盐；

(iii)用多种酸对硅烷化咪唑盐进行酸化即可制得IL-X；

具体酸化过程如下：以水为溶剂，按照杂多酸：硅烷化咪唑盐：水的摩尔比为1:3:300的比例进行混合，杂多酸为磷钨酸PW或硅钨酸SiW，混合物室温搅拌24h，水洗涤3次，旋转蒸发，真空干燥3h即可制得IL-PW或IL-SiW；IL-HSO₄，IL-PTSA或IL-BF₄的制法：以水为溶剂，在0～5℃的冰浴里，按照酸：硅烷化咪唑盐：水为1:1:5的摩尔比慢慢滴加硫酸、对甲苯磺酸或四氟硼酸水溶液，然后升温至70℃搅拌24h，冷却至室温，乙醚洗涤3次，旋转蒸发，真空干燥3h即可制得相应的酸性离子液体；

(2)以壳聚糖为载体，用2％的醋酸水溶液溶解后，按照壳聚糖：IL-X：水1:1～2:20～50摩尔比混合，60～100℃搅拌反应24～48h后，冷却至室温，用丙酮或乙醇析出固体，过滤，用去离子水洗涤3次，60℃下真空干燥至恒重即得到所述的壳聚糖固载离子液体催化剂CS/IL-X。

4.如权利要求3所述的一种硅烷化壳聚糖固载酸性离子液体催化剂的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述的烷基磺内酯为丙磺酸内酯或丁磺酸内酯。

5.如权利要求3所述的一种硅烷化壳聚糖固载酸性催化剂的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述的偶联剂3-氯丙基三烷氧基硅烷为3-氯丙基三甲氧基硅烷或3-氯丙基三乙氧基硅烷。

6.如权利要求3所述的一种硅烷化壳聚糖固载酸性催化剂的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述的酸为磷钨酸、硅钨酸、硫酸、对甲苯磺酸或四氟硼酸。