專利名稱：用于制備酰胺的催化組成物及制備酰胺的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于制備酰胺的催化組成物及制備酰胺的方法，特別涉及一種在 離子液體以及布朗斯臺德酸的催化組成物存在下催化酮肟而制備酰胺。
背景技術(shù)：
己內(nèi)酰胺是制造尼龍6纖維和薄膜的重要原料。環(huán)己酮肟的貝克曼轉(zhuǎn)位反應(yīng)是 生產(chǎn)己內(nèi)酰胺最重要的反應(yīng)步驟，目前傳統(tǒng)重排反應(yīng)過程是以發(fā)煙硫酸(Oleum)作為催化 劑，將環(huán)己酮肟經(jīng)液相貝克曼轉(zhuǎn)位反應(yīng)為己內(nèi)酰胺硫酸鹽，然后再以氨水中和而得到己內(nèi) 酰胺。雖然整個反應(yīng)環(huán)己酮肟的轉(zhuǎn)化率幾乎為100%，己內(nèi)酰胺的選擇率為99%，但整個反 應(yīng)不僅產(chǎn)生大量低價值的硫酸銨，而且催化的濃硫酸對整個設(shè)備所引起的腐蝕、環(huán)境污染 等問題。近年來研發(fā)新的己內(nèi)酰胺生產(chǎn)技術(shù)方向均著重在減少或避免副產(chǎn)物硫酸銨的生 成。其次，與氣相反應(yīng)相比，液相轉(zhuǎn)位反應(yīng)具有反應(yīng)條件溫和、對設(shè)備要求不高等優(yōu)點，有利 于現(xiàn)有設(shè)備的改造。因此，國內(nèi)外學(xué)者發(fā)展液相轉(zhuǎn)位反應(yīng)的研究，并取得相當發(fā)展與突破。 例如，日本住友公司于第1852898A號中國專利利用具有磺酸根官能基的離子液體作為反 應(yīng)催化劑，使己內(nèi)酰胺的選擇率達99%，中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所于第1919834號 中國專利以具有磺酰氯官能基的離子液體為催化劑，使己內(nèi)酰胺的選擇率達97.2%，荷蘭 DSM公司于W02008/145312A1專利以硫酸根為陰離子的離子液體進行轉(zhuǎn)位反應(yīng)，使酰胺的 選擇率為99%。然而，上述專利僅使用酸性離子液體以催化進行轉(zhuǎn)位反應(yīng)，在轉(zhuǎn)位反應(yīng)后的產(chǎn)物 己內(nèi)酰胺與離子液體產(chǎn)生化學(xué)鍵結(jié)時，若無法及時有效分離產(chǎn)物，便使得轉(zhuǎn)位反應(yīng)后的離 子液體黏度大為提高，因而造成管線堵塞，不利于工藝商業(yè)化。因此，亟需一種有效降低離子液體黏度又具有高酮肟轉(zhuǎn)化率與酰胺選擇率的催化 組成物，用以催化酮肟制備酰胺。

發(fā)明內(nèi)容
鑒此，本發(fā)明的目的在于提高一種用于制備酰胺的催化組成物及制備酰胺的方 法，其可有效降低離子液體黏度，且該催化組成物具有高酮肟轉(zhuǎn)化率與酰胺選擇率。本發(fā)明提供一種用于制備酰胺的催化組成物，包括具有下式(I)的陽離子和包括一種或多種無機酸根、有機酸根或其所構(gòu)成的組群的陰離子的氨基酸離子液體，
權(quán)利要求
1. 一種用于制備酰胺的催化組成物，其特征在于，包括具有式(I)的陽離子和包括一種或多種無機酸根、有機酸根或其所構(gòu)成的組群的陰離 子的氨基酸離子液體，
2.如權(quán)利要求1所述的催化組成物，其特征在于，該氨基酸離子液體與布朗斯臺德酸 的摩爾比介于1 10至10 1之間。
3.如權(quán)利要求2所述的催化組成物，其特征在于，該氨基酸離子液體和布朗斯臺德酸 的摩爾比介于1 5至5 1之間。
4.如權(quán)利要求2所述的催化組成物，其特征在于，該R1為經(jīng)羧基、胍基、胺基、酰胺基或 羥基苯基取代的C"烷基，且該&與民獨立地為C"烷基。
5.如權(quán)利要求4所述的催化組成物，其特征在于，該陰離子是一種或多種硫酸根、甲基 磺酸根、三氟醋酸根、六氟磷酸根、氟硼酸根或其所組成的群組。
6.如權(quán)利要求5所述的催化組成物，其特征在于，該氨基酸離子液體是甘氨酸硫酸型 離子液體、異白氨酸硫酸型離子液體、精氨酸硫酸型離子液體、谷氨酸硫酸型離子液體、酪 氨酸硫酸型離子液體、天冬氨酸硫酸型離子液體、離氨酸硫酸型離子液體、蘇氨酸硫酸型離 子液體、苯丙氨酸硫酸型離子液體、絲氨酸硫酸型離子液體或其所構(gòu)成組群的氨基酸硫酸 型離子液體。
7.如權(quán)利要求6所述的催化組成物，其特征在于，該氨基酸離子液體是異白氨酸硫酸 型離子液體、N，N-二甲基天冬氨酸硫酸鹽、N-甲基谷氨酸硫酸鹽、N-甲基天冬氨酸硫酸鹽、 N, N- 二甲基谷氨酸硫酸鹽或其所構(gòu)成組群。
8.如權(quán)利要求2或6所述的催化組成物，其特征在于，該布朗斯臺德酸是選自硫酸、磷 酸、醋酸、甲基磺酸、三氟甲基磺酸、三氟醋酸、六氟磷酸、氟硼酸及其組合所組成的群組中 的一種或多種。
9.一種制備酰胺的方法，其特征在于，包括在具有式(I)的陽離子和包括一種或多種 無機酸根、有機酸根或其所構(gòu)成的組群的陰離子的氨基酸離子液體，及布朗斯臺德酸的存 在下，催化酮肟的貝克曼轉(zhuǎn)位反應(yīng)以生成酰胺，
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，該隊為經(jīng)羧基、胍基、胺基、酰胺基或羥基 苯基取代的Ci_8烷基，且該&與民獨立地為Ci_8烷基。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，該陰離子是一種或多種硫酸根、甲基磺酸 根、三氟醋酸根、六氟磷酸根、氟硼酸根或其所組成的群組。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，該氨基酸離子液體是甘氨酸硫酸型離子 液體、異白氨酸硫酸型離子液體、精氨酸硫酸型離子液體、谷氨酸硫酸型離子液體、酪氨酸 硫酸型離子液體、天冬氨酸硫酸型離子液體、離氨酸硫酸型離子液體、蘇氨酸硫酸型離子液 體、苯丙氨酸硫酸型離子液體、絲氨酸硫酸型離子液體或其所構(gòu)成組群的氨基酸硫酸型離 子液體。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，該氨基酸離子液體是異白氨酸硫酸型離 子液體、N, N- 二甲基天冬氨酸硫酸鹽、N-甲基谷氨酸硫酸鹽、N-甲基天冬氨酸硫酸鹽、N， N- 二甲基谷氨酸硫酸鹽或其所構(gòu)成的組群。
14.如權(quán)利要求9或12所述的方法，其特征在于，該布朗斯臺德酸是選自硫酸、磷酸、醋 酸、甲基磺酸、三氟甲基磺酸、三氟醋酸、六氟磷酸、氟硼酸及其組合所組成的群組中的一種 或多種。
15.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，該氨基酸離子液體與布朗斯臺德酸的摩爾 比介于1 10至10 1之間。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，該氨基酸離子液體與布朗斯臺德酸的摩 爾比介于1 5至5 1之間。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，該氨基酸離子液體和布朗斯臺德酸的摩 爾總和與該酮肟的摩爾比介于1 10至10 1之間。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，該氨基酸離子液體和布朗斯臺德酸的摩 爾總和與該酮肟的摩爾比介于15至51之間。
19.如權(quán)利要求9或17所述的方法，其特征在于，該酮肟是丙酮肟、丁酮肟、二苯甲酮 肟、苯乙酮肟、環(huán)戊酮肟、環(huán)己酮肟、環(huán)庚酮肟、環(huán)辛酮肟或環(huán)十二酮肟。
20.如權(quán)利要求9或17所述的方法，其特征在于，該貝克曼轉(zhuǎn)位反應(yīng)是于60至150°C 進行。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，該貝克曼轉(zhuǎn)位反應(yīng)是于80至130°C進行。
22.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，該貝克曼轉(zhuǎn)位反應(yīng)時間為0.1至10小時。
全文摘要
一種用于制備酰胺的催化組成物，包括具有下式(I)的陽離子(其中，R1、R2、R3如說明書所界定)和包括一種或多種無機酸根、有機酸根或其所構(gòu)成的組群的陰離子的氨基酸離子液體，其中，該陽離子與陰離子的數(shù)目為能使該氨基酸離子液體成為電中性；以及布朗斯臺德(Bronsted)酸。本發(fā)明亦提供一種在該催化組成物存在下制備酰胺的方法，該方法具有降低離子液體黏度、提高酮肟轉(zhuǎn)化率與酰胺選擇率等優(yōu)點。
文檔編號B01J31/04GK102039179SQ20091020726
公開日2011年5月4日 申請日期2009年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月23日
發(fā)明者蔡東翰, 謝正發(fā), 陳啟元 申請人:中國石油化學(xué)工業(yè)開發(fā)股份有限公司