[发明专利]一类二氧化硅基材料负载聚醚功能化离子液体催化剂在烯烃氢甲酰化反应中的应用

权利要求书

1.一种二氧化硅基材料负载聚醚功能化离子液体催化剂在烯烃氢甲酰化反应中的应用，其特征在于，催化体系是由有机相和催化剂相构成：有机相为反应底物烯烃；催化剂相包括式3或式4所示的表面化学键合有聚醚功能化离子液体的二氧化硅基材料，以及在式3或式4所示的二氧化硅基材料表面物理吸附的膦功能化的聚醚离子液体及其与铑催化剂前体形成的铑催化剂；二氧化硅基材料为硅胶或分子筛；氢甲酰化反应在一定的反应温度和合成气压力下进行；在惰性气氛下，将表面化学键合有聚醚功能化离子液体的二氧化硅基材料、膦功能化的聚醚离子液体、铑催化剂前体和甲醇以一定的比例混合，其中，表面化学键合有聚醚功能化离子液体的二氧化硅基材料与铑催化剂前体的质量比是500:1-2000:1，膦功能化的聚醚离子液体与铑催化剂前体中铑的摩尔比是1:1-100:1，合成气压力是1-5MPa，反应温度是70-100℃，反应时间是0.5-2h，反应结束后通过蒸馏移除甲醇，得到表面物理吸附有膦功能化聚醚离子液体以及其与铑催化剂前体形成的铑催化剂的二氧化硅基材料；然后加入反应底物烯烃，烯烃与铑催化剂中铑的摩尔比是100:1-20000:1，合成气压力是1-10MPa，反应温度是70-130℃，反应时间是0.5-10h；

其中，n＝16–45，R¹为C₁–C₁₆烷基或苯基；X为^-OMs，^-OTs；膦功能化的聚醚离子液体为Y_mZ，Y为膦功能化的聚醚离子液体的阳离子，其结构为：

其中，l＝4–34，R²为C₁–C₁₂烷基或苯基；Z为膦功能化的聚醚离子液体的阴离子，其结构为：

式中1，2，3，4，5，6，7、8、9、10和11分别为不同的磺酸型水溶性膦配体的母体部分，m是膦配体上磺酸根的总数，m1；R³为C₆H₄-3-SO₃^-；o＝0，1，2；p＝0，1，2；q＝r＝0，1；s＝t＝0，1。

2.根据权利要求1所述的一种二氧化硅基材料负载聚醚功能化离子液体催化剂在烯烃氢甲酰化反应中的应用，其特征在于，氢甲酰化反应结束后通过有机相和催化剂相的液/固两相分离实现催化剂的回收和循环使用。

3.根据权利要求1所述的一种二氧化硅基材料负载聚醚功能化离子液体催化剂在烯烃氢甲酰化反应中的应用，其特征在于，在惰性气氛下，将表面化学键合有聚醚功能化离子液体的二氧化硅基材料、膦功能化的聚醚离子液体、铑催化剂前体和甲醇以一定的比例混合，其中，表面化学键合有聚醚功能化离子液体的二氧化硅基材料与铑催化剂前体的质量比是800:1-1200:1，膦功能化的聚醚离子液体与铑催化剂前体中铑的摩尔比是3:1-30:1，合成气压力是1-3MPa，反应温度是80-90℃，反应时间是1-2h，反应结束后通过蒸馏移除甲醇，得到表面物理吸附有膦功能化聚醚离子液体以及其与铑催化剂前体形成的铑催化剂的二氧化硅基材料；然后加入反应底物烯烃，烯烃与铑催化剂中铑的摩尔比是1000:1-10000:1，合成气压力是3-6MPa，反应温度是90-110℃，反应时间是1-5h；氢甲酰化反应结束后通过有机相和催化剂相的液/固两相分离实现催化剂的回收和循环使用。

4.根据权利要求1或3所述的一种二氧化硅基材料负载聚醚功能化离子液体催化剂在烯烃氢甲酰化反应中的应用，其特征在于，铑催化剂前体是乙酰丙酮二羰基铑Rh(acac)(CO)₂、RhCl₃·3H₂O、[Rh(COD)₂]BF₄或[Rh(COD)Cl]₂，COD为1,5-环辛二烯。

5.根据权利要求1或3所述的一种二氧化硅基材料负载聚醚功能化离子液体催化剂在烯烃氢甲酰化反应中的应用，其特征在于，反应底物烯烃是C₃、C₄、C₅、C₆、C₇、C₈、C₉、C₁₀、C₁₁、C₁₂、C₁₃、C₁₄、C₁₅、C₁₆、C₁₇、C₁₈、C₁₉、C₂₀直链1-烯烃、费托合成烯烃、环己烯、苯乙烯、对甲基苯乙烯、邻甲基苯乙烯、对叔丁基苯乙烯、对异丁基苯乙烯、对甲氧基苯乙烯、对氯苯乙烯、邻氯苯乙烯、2-乙烯基萘、6-甲氧基-2-乙烯基萘或上述烯烃的混合物；反应产物是醛、醇、异构化烯烃或烷烃中的一种或几种的混合物。