[发明专利]新型温敏性离子液体的制备及其催化合成氯乙酸酯的方法

权利要求书

1.一种酸功能化-温控型的三元杂多酸离子液体，其特征在于，所述三元杂多酸离子液体的结构式为：

所述三元杂多酸离子液体的制备方法包括如下步骤：

将摩尔比为1:5的丙基磺酸基三乙胺和10-钨-2-钒磷酸与水混合并在室温下反应12h，以得到混合液；

在50℃的条件下去除混合液中的水，以得到固体；

在60℃的真空条件下对固体进行干燥12h，以得到三元杂多酸离子液体，

其中，所述丙基磺酸基三乙胺通过以下步骤获得：将三乙胺和1,3-丙磺酸内酯分别溶于无水丙酮中，以得到三乙胺溶液和1,3-丙磺酸内酯溶液，其中，三乙胺与1,3-丙磺酸内酯的摩尔比为1:1；将1,3-丙磺酸内酯溶液缓慢滴加到三乙胺溶液中，以得到混合液；在50℃的条件下使混合液反应12h，以得到含有白色沉淀的反应液；对含有白色沉淀的反应液抽滤、洗涤并且真空干燥，以得到作为白色粉末产物的丙基磺酸基三乙胺，

其中，所述10-钨-2-钒磷酸通过以下步骤获得：向钨酸钠水溶液中逐滴加入85％的磷酸水溶液，直至钨酸钠水溶液的pH值为8.5-9，以得到第一混合液；在剧烈搅拌下向第一混合液中逐滴加入冰醋酸，直至第一混合液的pH为7.2-7.8，并且在搅拌条件下反应1h后有白色沉淀生成，经抽滤、干燥得到作为白色粉末磷钨九的Na₉[PW₉O₃₄]；将摩尔比为2:1的偏钒酸钠和钨酸钠溶于水中，用49％的硫酸水溶液调至中性，以得到第二混合液；向第二混合液加入作为磷钨九的Na₉[PW₉O₃₄]，用49％的硫酸水溶液调节溶液的pH为2-2.5，并在90℃下搅拌反应2h，以得到反应液；将反应液冷却至常温，转移至分液漏斗中，加入乙醚并振荡；然后缓慢逐滴加入49％的硫酸水溶液，振荡，静置至溶液分出三层，萃取出最下层黄色油状物，重复几次，合并萃取液，将黄色油状物于50℃下水浴加热，挥去乙醚后将其放入60℃真空干燥箱中加热烘干，所得作为橙红色粉末的10-钨-2-钒磷酸的H₅[PW₁₀V₂O₄₀]，其中，磷钨九、偏钒酸钠和钨酸钠的摩尔比为1:2:1。

2.一种利用酸功能化-温控型的三元杂多酸离子液体催化合成氯乙酸酯的酯化方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：

将作为催化剂的根据权利要求1所述的杂多酸离子液体与氯乙酸、醇、苯一起加入到装有温度计、冷凝管和分水器的三口瓶中，搅拌加热至回流，反应至分水器中分出的水不再增加时结束，冷却，静置，过滤分离得到酯化产物及催化剂，并且反应结束后，仅通过降温、过滤操作即可将液相的酯产品和固相的杂多酸离子液体催化剂分离；酯产品溶于滤液中，通过常压蒸馏收集作为带水剂的苯和未反应的醇之后，得到氯乙酸酯；作为催化剂的杂多酸离子液体再经洗涤、烘干处理后可以回收循环使用，

其中，醇包括碳原子数为1～12的一元醇或芳香醇；

其中，作为催化剂的杂多酸离子液体的用量为总投料量的0.25％-0.75％，作为带水剂的苯的用量为总投料量的15％～35％，醇和氯乙酸的摩尔比为1.1～1.4:1，酯化反应温度为100℃～150℃，反应时间为1.0～3.0h。