最近这些年,这类对环境具有保护性意义,而且价格低廉的离子液体,不断被世界催化界和石化企业界都对这种催化剂产生了很大的兴趣,离子液体相较于普通的催化剂来说有许多优势:高密度活性液体酸催化剂具有低挥发性酸;所以这种离子液体是可以通过自己的能力来调节酸度的,与此同时,它也是B型酸性离子液体与L型酸性离子液体;也就是说这种液体可以废物再利用,与生成的产物可以完美剥离;较宽的液态范围和低熔点;换句话说,也就是将离子液体的内部构造进行重新排列,随后再讲所需要的基团放入离子液体中,调节阴阳CATI的结合对或接枝适当官能团可获得“特定要求”或“量酸性离子液体体剪裁”。有了这些特殊的功能以后,离子液体可以拥有像酸性固体一样的功能。因此,我们需要大规模研究和制造不同种类的酸性离子液体。用的来说,现在所使用的离子液体相比于传统的催化剂有很多很多特点,可以最大限度的实现绿色环保的功效;关键问题在于,离子液体催化出来的产物比正常的催化剂产出的产量要高许多,所以,它的会使整个反应过程的造价降低许多,而当离子液体不断被生产和批量制造,离子液体的单价也会变得很低,总而言之,离子液体作为催化剂将会在未来的化工工业中大放异彩,成为催化剂中的主流。[8]
1.2 立项意义:
现代社会,人们的生活水平一直在不断提升,人们物质生活的完善,各个国家对于能源的需求也越来越大,能源成为了我们社会无法被取代的重要生活来源。石油,柴油,这类物质,作为无法再创造的能源是一种非常稀缺的资源,但是,我国作为一个能源大国,对于能源的需求特别强烈。遗憾的是,我国的石油资源并不丰富,所以解决如何通过其他手段制备石油,柴油等能源是当务之急。
生物柴油作为一种可再生的物质可以完美地解决这个问题,生物柴油是一种游离酯肪酸,具有可再生性,环保特性,燃烧性能好,安全性能高,使用方便,良好的润滑性等性能。但是,在制备生物柴油的过程中,所用的传统催化剂时强酸,强酸易腐蚀生产设备,故要寻找合适的新型催化剂代替,酸性离子液体是近年来科学家们重点研究的对象,在实验中研究表明,离子液体可以完美地代替硫酸等催化剂,现在,离子液体溶剂是一种全新的,绿色的,无公害的催化剂,相比传统的液体有很大的优势,容易和产物分离,并且重复使用,。阴离子以及阳离子的组成决定了离子液体的理化性质,它是我们看得见,摸得着的可再生溶剂。本次课题研究设计的吡啶丁磺酸硫酸盐就是一种酸性离子液体。所以,大规模地进行对目标化合物的生产模拟是非常必要的,为以后正式进行工厂化生产,能源绿色化和节能环保具有一定意义。
2. 文献综述
通过查阅相关文献及有关资料,吡啶丁磺酸硫酸盐作为离子液体的用途很大,相关研究也比较多。当前,制备吡啶丁磺酸硫酸盐的方法一般有两种:一种是无溶剂法,一种是有溶剂法。吉林化工学院做过相关的研究,由吡啶和1丁磺内酯为原料合成1-丁基吡啶盐,再由1-丁基吡啶盐与浓硫酸制备成品,随后,通过一系列的实验论证温度以及各种实验条件对产物的影响。通过一系列实验,最终得出结论:在没有溶剂的条件下 ,制备吡啶盐的良好条件是: 等量1,4-丁烷磺内酯与吡啶反应 ,反应温度到达40 ℃,反应的时间为 40 h,产率达到 64.2% 。当温度是80℃的时候用1mol盐与1mol浓硫酸去反应,加入适当的甲苯,反应时间大约是8 h,可以得到无色透明黏稠离子液体,总收率达70%,纯度大于 96%。[9]