[发明专利]一种离子液体催化马来酸酐制备马来酸酯的方法

说明书

本发明公开了一种离子液体催化马来酸酐制备马来酸酯的方法，其特征在于，包括如下步骤：将离子液体与马来酸酐和脂肪醇混合，加热至80～140℃，反应0.5～4h，获得马来酸酯，所述离子液体用量为马来酸酐的0.1％～10％mol，脂肪醇和马来酸酐的摩尔比为2～12。制备出以完全酯化的马来酸酯为主要产物的高附加值化学品。本发明工艺简单，条件温和，环境友好，双酯化程度高，离子液体活性高且不易失活，可实现循环使用。

技术领域

本发明涉及化工产品制备技术领域，具体涉及一种离子液体催化马来酸酐制备马来酸酯的方法。

背景技术

马来酸酐是一种常用的重要基本有机化工原料。是世界上仅次于醋酐和苯酐的第三大酸酐原料。马来酸酐来源广泛，可由苯氧化法、丁烯氧化法、丁烷氧化法及苯酐副产法等以化石原料为基础合成的方法制备，也可通过生物质原料(如：纤维素)发酵、催化转化得到。以马来酸酐为平台化合物，可用于生产1,4-丁二醇，四氢呋喃，γ-丁内酯，马来酸酯等多种高附加值的化学产品。因此，马来酸酐的转化研究受到了学术界和工业界的广泛关注。

作为有机合成中间体，马来酸酯主要是在双键上进行加成反应。如与丁二烯、环戊二烯等进行Diels-Alder反应，将氢、腈、硫醇、胺等含活泼氢的化合物加成，如通过亚硫酸氢钠的加成而制得著名的表面活性剂琥珀酸二烷基酯磺酸盐。其他氨、胺类与马来酸酯进行加成的同时，由于发生氨解而进行酰胺化(酰亚胺化)反应，即起着酰化剂的作用。马来酸二乙酯的应用极广，也用作生产高效杀虫剂马拉松等农药及医药的中间体，也可用于高分子化合物的生产；马来酸二甲酯、二丁酯、二辛酯是PVC的优良增塑剂；并可与氯乙烯、乙酸乙烯等单体共聚，用作涂料、粘接剂，造纸、织物等浸渍剂、分散剂、润滑剂等；马来酸二异辛酯和马来酸二壬酯是良好的石油降凝剂。

马来酸酐酯化主要分两步进行，第一步是单酯化反应，如方程(1)，该步反应较容易进行，在无任何催化剂、室温下即可转化；第二步是双酯化反应，如方程(2)，为可逆反应，需在酸性催化剂下才能进一步转化。

传统的马来酸酯的生产方法中主要采用硫酸作催化剂，虽然硫酸的催化活性高、价格便宜，但存在副反应多、产品容易异构化成富马酸酯、设备腐蚀严重、后续处理复杂等缺点；专利CN106631784A、CN206204188U中使用强酸性离子交换树脂作为固体催化剂，该类催化剂虽然对设备腐蚀较小，但离子交换树脂的再生过程繁琐，易产生二次污染，且难于完全再生，树脂的重复使用性低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种离子液体催化马来酸酐制备马来酸酯的方法，以实现高效催化合成马来酸酯的高效节能过程。

本发明提供一种离子液体催化马来酸酐制备马来酸酯的方法，包括如下步骤：将离子液体与马来酸酐和脂肪醇混合，加热至80～140℃，反应0.5～4h，获得马来酸酯，所述离子液体用量为马来酸酐的0.1％～10％mol，脂肪醇和马来酸酐的摩尔比为2～12，其中，离子液体的结构式为(1)～(5)中任意一种：

n为0～8的整数；X为Cl、Br、I中任意一种。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明采用的是离子液体催化制备马来酸酐酯，有效解决传统液体酸设备腐蚀、后续处理复杂，以及固体离子交换树脂再生困难的问题。在离子液体催化下，马来酸酐保持较好的转化率和双酯化选择性，马来酸酐的转化率为90～99％，马来酸酯的产率达到80～95％。且该方法只需要将产物进行简单的减压蒸馏即可将产品与离子液体分离，实现离子液体的再生。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。