CN102666448B - 异构化饱和、支化和环状烃的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种异构化饱和、支化和环状烃的方法，其中该烃的叔碳原子在异构化过程中转化成仲碳原子，其特征在于在包含有机阳离子和无机阴离子的超强酸离子液体和铜(II)化合物存在下进行异构化，其中所述阴离子为超强酸三氯化铝-路易斯碱加合物。

Description

异构化饱和、支化和环状烃的方法

本发明涉及一种异构化饱和、支化和环状烃的方法，其中该烃的叔碳原子在异构化过程中转化成仲碳原子。

饱和烃(链烷烃)异构化成对应的支化异构体是一种重要的方法，例如用于提高汽油的研究法辛烷值(RON)以改进其燃烧性能。

支化环状烃可以扩环异构化成较少支化的环状烃；一个实例是甲基环戊烷(MCP)重排成环己烷。这些反应由强路易斯酸或强布朗斯台德酸催化。

用固体氯化铝异构化饱和烃已知有一段时间。常用的促进添加剂是HCl(例如US 2,493,567，US 3,233,001，US 5,202,519)。在这些方法中的问题是固体氯化铝的长期稳定性及其除去。

US 2003/0109767A1(Vasina等)报道了可以将由含氮杂环或脂族阳离子和衍生于金属卤化物的阴离子构成的离子液体用于在相对低温下沿更高度支化链烷烃的方向异构化链烷烃。

根据EP 1 403 236A1(Haldor Topsoe A/S)，具有叔碳原子的环状烃如甲基环己烷和二甲基环戊烷作为添加剂提高对于由较少支化或未支化烃形成更高度支化烃的选择性。

可以使用由正丁基吡啶氯化物和氯化铝构成的离子液体以异构化甲基环戊烷和环己烷：V.A.Ksenofontov，T.V.Vasina，Y.E.Zubarev，L.M.Kustov，React.Kinet.Catal.Lett.2003，第80卷(2)，第329-335页。

将卤化铝和氯化铜(II)或硫酸铜(II)的组合(在每种情况下比例为1:1)用于戊烷的异构化由Ono等在Chem.Lett.1978，1061-64；J.Catal.1979，56，47-51以及J.Catal.1980，64，13-17中报道。

用摩尔比为2∶1-3∶1的氯化铝和氯化铜(II)异构化链烷烃描述于US5,202,519A(Phillips Petroleum Comp.)中，其中对于异构化的选择性低于对于歧化的选择性。

US 2003/0181780A1(Herbst等)报道了使用包含卤化铝且额外包含金属卤化物如氯化铜(II)、氯化铁(III)和氯化钼(V)的离子液体将链烷烃异构化成更高度支化烃。

本发明的目的是提供一种异构化饱和、支化和环状烃的改进且经济可行的方法，其克服了现有技术的缺点。

该制备方法额外应特别简单且经济可行，并且应以高收率，更具体的是高时空收率(STY)和选择性提供工艺产物(具有相同经验式和更低支化度的饱和环状烃)。

因此，发现了一种异构化饱和、支化和环状烃的方法，其中该烃的叔碳原子在异构化过程中转化成仲碳原子，该方法包括在包含有机阳离子和无机阴离子的超强酸离子液体以及铜(II)化合物存在下进行异构化，其中该阴离子为超强酸三氯化铝-路易斯碱加合物。

根据本发明已经认识到当异构化在包含氯化铝的超强酸离子液体存在下以及在铜(II)化合物作为催化剂存在下进行时，可以大大加速饱和、支化和环状烃的异构化并且提高选择性。

因此，本发明方法优于传统方法，一个原因是显著更快速达到反应平衡。

铜(II)化合物优选铜(II)盐。

优选的铜(II)化合物是CuCl₂、CuO、CuSO₄、CuI₂、CuBr₂、Cu(OH)Cl、Cu(HSO₄)₂、Cu(NO₃)₂。

铜(II)化合物更优选为CuCl₂、CuO或CuSO₄。

特别优选在铜(II)化合物存在下且在不存在另一金属的其他化合物，尤其是另一金属的其他卤化物下进行本发明的异构化方法，所述金属特别是过渡族金属。

异构化优选在0.1-3重量%，尤其是>0.1重量%至2重量%，非常特别的是0.5-1.5重量%铜(II)化合物存在下进行，在每种情况下基于所用超强酸离子液体。

待异构化烃优选为饱和、支化和环状C_4-18烃，特别是饱和、支化和环状C_5-10烃，非常特别的是饱和、支化和环状C_5-8烃。

待异构化的烃更优选为甲基环戊烷(MCP)，其被异构化成产物环己烷(CH)，和/或1,2-二甲基环戊烷、1,3-二甲基环戊烷和/或1,1-二甲基环戊烷，其被异构化成产物甲基环己烷(MCH)。

本发明的异构化方法将该烃的叔碳原子转化成仲碳原子。因此，异构化提供较少支化的饱和烃作为产物。

其特定实例是甲基环戊烷(MCP)异构化成环己烷(CH)。

待异构化烃优选以1-90重量%，特别是5-20重量%的浓度使用，在每种情况下基于离子液体。

异构化优选在-20°C至150°C，特别是40-100°C的温度下进行。

异构化优选在1-10巴，特别是1-6巴的绝对压力下进行。

离子液体就本发明而言优选为：

(A)通式(I)的盐：

其中n为1、2、3或4，[A]⁺为季铵阳离子、氧阳离子、锍阳离子或阳离子，以及[Y]^n-为一价、二价、三价或四价阴离子；

(B)通式(II)的混合盐：

[A¹]⁺[A²]⁺[Y]^n-           (IIa)，其中n=2；

[A¹]⁺[A²]⁺[A³]⁺[Y]^n-      (IIb)，其中n=3；或

[A¹]⁺[A²]⁺[A³]⁺[A⁴]⁺[Y]^n- (IIc)，其中n=4，以及

其中[A¹]⁺、[A²]⁺、[A³]⁺和[A⁴]⁺各自独立地选自对[A]⁺所述基团，以及[Y]^n-如在(A)下所定义；或者

(C)通式(III)的混合盐：

[A¹]⁺[A²]⁺[A³]⁺[M¹]⁺[Y]^n-   (IIIa)，其中n=4；

[A¹]⁺[A²]⁺[M¹]⁺[M²]⁺[Y]^n-   (IIIb)，其中n=4；

[A¹]⁺[M¹]⁺[M²]⁺[M³]⁺[Y]^n-   (IIIc)，其中n=4；

[A¹]⁺[A²]⁺[M¹]⁺[Y]^n-        (IIId)，其中n=3；

[A¹]⁺[M¹]⁺[M²]⁺[Y]^n-        (IIIe)，其中n=3；

[A¹]⁺[M¹]⁺[Y]^n-             (IIIf)，其中n=2；

[A¹]⁺[A²]⁺[M⁴]²⁺[Y]^n-       (IIIg)，其中n=4；

[A¹]⁺[M¹]⁺[M⁴]²⁺[Y]^n-       (IIIh)，其中n=4；

[A¹]⁺[M⁵]³⁺[Y]^n-    (IIIi)，其中n=4；或

[A¹]⁺[M⁴]²⁺[Y]^n-    (IIIj)，其中n=3，以及

其中[A¹]⁺、[A²]⁺和[A³]⁺各自独立地选自对[A]⁺所述基团，[Y]^n-如在(A)下所定义，以及[M¹]⁺、[M²]⁺、[M³]⁺各自为一价金属阳离子，[M⁴]²⁺为二价金属阳离子且[M⁵]³⁺为三价金属阳离子。

离子液体优选具有小于180°C的熔点。额外优选的是熔点为-50°C至150°C，更优选-20°C至120°C，甚至更优选低于100°C。

本发明的离子液体是有机化合物，这意味着该离子液体的至少一个阳离子或阴离子包含有机基团。

适合形成离子液体的阳离子[A]⁺的化合物例如由DE 10202838A1已知。例如，该类化合物可以包含氧原子、磷原子、硫原子或尤其是氮原子，例如至少一个氮原子，优选1-10个，更优选1-5个，甚至更优选1-3个，尤其是1-2个氮原子。任选还可以存在其他杂原子如氧、硫或磷原子。氮原子是该离子液体的阳离子中正电荷的合适载体，质子或烷基随后可以在平衡中由其转移到阴离子而获得不带电分子。

在氮原子为该离子液体的阳离子中正电荷的载体的情况下，阳离子可以首先在离子液体的合成过程中通过在例如胺或氮杂环的氮原子上季化而得到。季化可以通过将氮原子质子化或烷基化而进行。根据所用烷基化试剂，得到具有不同阴离子的盐。在其中不可能直接在季化中形成所需阴离子的情况下，这可以在另一合成步骤中进行。例如由卤化铵开始，可以使该卤化物与路易斯酸反应而由卤化物和路易斯酸形成配位阴离子。或者，可以将卤化物离子交换为所需阴离子。这可以通过加入金属盐以沉淀形成的金属卤化物、借助离子交换剂或通过用强酸置换卤化物离子(释放氢卤酸)而进行。合适的方法例如描述于Angew.Chem.2000，112，第3926-3945页及其中所引用的文献中。

可以用来季化胺或氮杂环中的氮的合适烷基例如为C₁-C₁₈烷基，优选C₁-C₁₀烷基，更优选C₁-C₆烷基，最优选甲基。烷基可以未被取代或者具有一个或多个相同或不同的取代基。

优选包含至少一个具有至少一个氮原子和任选氧或硫原子的5-6员杂环，尤其是5员杂环的那些化合物，特别优选包含至少一个具有1、2或3个氮原子和硫或氧原子的5或6员杂环的那些化合物，非常特别优选具有两个氮原子的那些。额外优选芳族杂环。

特别优选的化合物是摩尔质量小于1000g/mol，最优选小于500g/mol的那些。

额外优选选自式(IVa)-(IVw)化合物以及包含这些结构的低聚物的那些阳离子：

其他合适的阳离子是通式(IVx)和(IVy)化合物以及包含该结构的低聚物：

在上式(IVa)-(IVy)中，

-基团R为氢，未被取代或被1-5个杂原子或官能团间隔或取代且具有1-20个碳原子的饱和或不饱和、无环或环状、脂族、芳族或芳脂族含碳有机基团；以及

-基团R¹-R⁹各自独立地为氢，磺基或未被取代或被1-5个杂原子或官能团间隔或取代且具有1-20个碳原子的饱和或不饱和、无环或环状、脂族、芳族或芳脂族含碳有机基团，其中在上式(IV)中与碳原子(而不是杂原子)键合的基团R¹-R⁹还可以额外为卤素或官能团；或者

选自R¹-R⁹系列的两个相邻基团一起还为未被取代或被1-5个杂原子或官能团间隔或取代且具有1-30个碳原子的饱和或不饱和、无环或环状、脂族、芳族或芳脂族二价含碳有机基团。

在基团R和R¹-R⁹的定义中有用的杂原子原则上是能够形式上代替基团-CH₂-、-CH=、-C≡或=C=的所有杂原子。当含碳基团包含杂原子时，优选氧、氮、硫、磷和硅。优选基团尤其包括-O-、-S-、-SO-、-SO₂-、-NR′-、-N=、-PR′-、-PR′₂和-SiR′₂-，其中基团R′为含碳基团的剩余部分。基团R¹-R⁹在其中它们键合于上式(IV)中的碳原子(而不是杂原子)的情况下也可以经由杂原子直接键合。

有用的官能团原则上是所有可以与碳原子或杂原子键合的官能团。合适的实例包括-OH(羟基)、=O(尤其羰基)、-NH₂(氨基)、-NHR’、-NR₂’、=NH(亚氨基)、-COOH(羧基)、-CONH₂(羧酰胺)，-SO₃H(磺基)和-CN(氰基)。官能团和杂原子也可以直接相邻，并且因此也包括多个相邻原子如-O-(醚)、-S-(硫醚)、-COO-(酯)、-CONH-(仲酰胺)或-CONR′-(叔酰胺)的组合，例如二(C₁-C₄烷基)氨基、C₁-C₄烷氧羰基或C₁-C₄烷氧基。基团R’是含碳基团的剩余部分。

卤素包括氟、氯、溴和碘。

基团R优选为：

-总共具有1-20个碳原子的未支化或支化的、未取代或单至多羟基-、-卤素-、-苯基-、-氰基-、-C₁-C₆烷氧羰基-和/或-SO₃H-取代的C₁-C₁₈烷基，例如甲基、乙基、1-丙基、2-丙基、1-丁基、2-丁基、2-甲基-1-丙基(异丁基)、2-甲基-2-丙基(叔丁基)、1-戊基、2-戊基、3-戊基、2-甲基-1-丁基、3-甲基-1-丁基、2-甲基-2-丁基、3-甲基-2-丁基、2,2-二甲基-1-丙基、1-己基、2-己基、3-己基、2-甲基-1-戊基、3-甲基-1-戊基、4-甲基-1-戊基、2-甲基-2-戊基、3-甲基-2-戊基、4-甲基-2-戊基、2-甲基-3-戊基、3-甲基-3-戊基、2,2-二甲基-1-丁基、2,3-二甲基-1-丁基、3,3-二甲基-1-丁基、2-乙基-1-丁基、2,3-二甲基-2-丁基、3,3-二甲基-2-丁基、1-庚基、1-辛基、1-壬基、1-癸基、1-十一烷基、1-十二烷基、1-十四烷基、1-十六烷基、1-十八烷基、苄基、3-苯基丙基、2-羟基乙基、2-氰基乙基、2-(甲氧羰基)乙基、2-(乙氧羰基)乙基、2-(正丁氧羰基)乙基、三氟甲基、二氟甲基、氟甲基、五氟乙基、七氟丙基、七氟异丙基、九氟丁基、九氟异丁基、十一氟戊基、十一氟异戊基、6-羟基己基和磺基丙基；

-甘醇、丁二醇及其具有1-100个单元和氢或C₁-C₈烷基作为端基的低聚物，例如R^AO-(CHR^B-CH₂-O)_n-CHR^B-CH₂-或R^AO-(CH₂CH₂CH₂CH₂O)_n-CH₂CH₂CH₂CH₂O-，其中R^A和R^B优选各自为氢、甲基或乙基，并且n优选为0-3，尤其是3-氧杂丁基、3-氧杂戊基、3,6-二氧杂庚基、3,6-二氧杂辛基、3,6,9-三氧杂癸基、3,6,9-三氧杂十一烷基、3,6,9,12-四氧杂十三烷基和3,6,9,12-四氧杂十四烷基；

-乙烯基；

-1-丙烯-1-基、1-丙烯-2-基和1-丙烯-3-基；以及

-N,N-二-C₁-C₆烷基氨基，例如N,N-二甲基氨基和N,N-二乙基氨基。

基团R更优选为未支化和未取代的C₁-C₁₈烷基，例如甲基、乙基、1-丙基、1-丁基、1-戊基、1-己基、1-庚基、1-辛基、1-癸基、1-十二烷基、1-十四烷基、1-十六烷基、1-十八烷基，尤其是甲基、乙基、1-丁基和1-辛基，以及CH₃O-(CH₂CH₂O)_n-CH₂CH₂-和CH₃CH₂O-(CH₂CH₂O)_n-CH₂CH₂-，其中n为0-3。

基团R¹-R⁹优选各自独立地为：

-氢；

-卤素；

-官能团；

-任选被官能团、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、卤素、杂原子和/或杂环取代和/或被一个或多个氧和/或硫原子和/或一个或多个取代或未取代的亚氨基间隔的C₁-C₁₈烷基；

-任选被官能团、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、卤素、杂原子和/或杂环取代和/或被一个或多个氧和/或硫原子和/或一个或多个取代或未取代的亚氨基间隔的C₂-C₁₈链烯基；

-任选被官能团、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、卤素、杂原子和/或杂环取代的C₆-C₁₂芳基；

-任选被官能团、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、卤素、杂原子和/或杂环取代的C₅-C₁₂环烷基；

-任选被官能团、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、卤素、杂原子和/或杂环取代的C₅-C₁₂环烯基；或

-任选被官能团、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、卤素、杂原子和/或杂环取代的具有氧、氮和/或硫原子的5-6员杂环；或

两个相邻基团与它们所键合的原子一起为：

-任选被官能团、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、卤素、杂原子和/或杂环取代和任选被一个或多个氧和/或硫原子和/或一个或多个取代或未取代的亚氨基间隔的不饱和、饱和或芳族环。

任选被官能团、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、卤素、杂原子和/或杂环取代的C₁-C₁₈烷基优选为甲基、乙基、1-丙基、2-丙基、1-丁基、2-丁基、2-甲基-1-丙基(异丁基)、2-甲基-2-丙基(叔丁基)、1-戊基、2-戊基、3-戊基、2-甲基-1-丁基、3-甲基-1-丁基、2-甲基-2-丁基、3-甲基-2-丁基、2,2-二甲基-1-丙基、1-己基、2-己基、3-己基、2-甲基-1-戊基、3-甲基-1-戊基、4-甲基-1-戊基、2-甲基-2-戊基、3-甲基-2-戊基、4-甲基-2-戊基、2-甲基-3-戊基、3-甲基-3-戊基、2,2-二甲基-1-丁基、2,3-二甲基-1-丁基、3,3-二甲基-1-丁基、2-乙基-1-丁基、2,3-二甲基-2-丁基、3,3-二甲基-2-丁基、庚基、辛基、2-乙基己基、2,4,4-三甲基戊基、1,1,3,3-四甲基丁基、1-壬基、1-癸基、1-十一烷基、1-十二烷基、1-十三烷基、1-十四烷基、1-十五烷基、1-十六烷基、1-十七烷基、1-十八烷基、环戊基甲基、2-环戊基乙基、3-环戊基丙基、环己基甲基、2-环己基乙基、3-环己基丙基、苄基(苯基甲基)、二苯基甲基(二苯甲基)、三苯基甲基、1-苯基乙基、2-苯基乙基、3-苯基丙基、α,α-二甲基苄基、对甲苯基甲基、1-(对丁基苯基)乙基、对氯苄基、2,4-二氯苄基、对甲氧基苄基、间乙氧基苄基、2-氰基乙基、2-氰基丙基、2-甲氧羰基乙基、2-乙氧羰基乙基、2-丁氧羰基丙基、1,2-二(甲氧羰基)乙基、甲氧基、乙氧基、甲酰基、1,3-二氧戊环-2-基、1,3-二烷-2-基、2-甲基-1,3-二氧戊环-2-基、4-甲基-1,3-二氧戊环-2-基、2-羟基乙基、2-羟基丙基、3-羟基丙基、4-羟基丁基、6-羟基己基、2-氨基乙基、2-氨基丙基、3-氨基丙基、4-氨基丁基、6-氨基己基、2-甲基氨基乙基、2-甲基氨基丙基、3-甲基氨基丙基、4-甲基氨基丁基、6-甲基氨基己基、2-二甲基氨基乙基、2-二甲基氨基丙基、3-二甲基氨基丙基、4-二甲基氨基丁基、6-二甲基氨基己基、2-羟基-2,2-二甲基乙基、2-苯氧基乙基、2-苯氧基丙基、3-苯氧基丙基、4-苯氧基丁基、6-苯氧基己基、2-甲氧基乙基、2-甲氧基丙基、3-甲氧基丙基、4-甲氧基丁基、6-甲氧基己基、2-乙氧基乙基、2-乙氧基丙基、3-乙氧基丙基、4-乙氧基丁基、6-乙氧基己基、乙酰基，C_nF_2(n-a)+(1-b)H_2a+b，其中n为1-30，0≤a≤n和b=0或1(例如CF₃、C₂F₅、CH₂CH₂-C_(n-2)F_2(n-2)+1、C₆F₁₃、C₈F₁₇、C₁₀F₂₁、C₁₂F₂₅)，氯甲基、2-氯乙基、三氯甲基、1,1-二甲基-2-氯乙基、甲氧基甲基、2-丁氧基乙基、二乙氧基甲基、二乙氧基乙基、2-异丙氧基乙基、2-丁氧基丙基、2-辛氧基乙基、2-甲氧基异丙基、2-(甲氧羰基)乙基、2-(乙氧羰基)乙基、2-(正丁氧羰基)乙基、丁硫基甲基、2-十二烷硫基乙基、2-苯硫基乙基、5-羟基-3-氧杂戊基、8-羟基-3,6-二氧杂辛基、11-羟基-3,6,9-三氧杂十一烷基、7-羟基-4-氧杂庚基、11-羟基-4,8-二氧杂十一烷基、15-羟基-4,8,12-三氧杂十五烷基、9-羟基-5-氧杂壬基、14-羟基-5,10-二氧杂十四烷基、5-甲氧基-3-氧杂戊基、8-甲氧基-3,6-二氧杂辛基、11-甲氧基-3,6,9-三氧杂十一烷基、7-甲氧基-4-氧杂庚基、11-甲氧基-4,8-二氧杂十一烷基、15-甲氧基-4,8,12-三氧杂十五烷基、9-甲氧基-5-氧杂壬基、14-甲氧基-5,10-二氧杂十四烷基、5-乙氧基-3-氧杂戊基、8-乙氧基-3,6-二氧杂辛基、11-乙氧基-3,6,9-三氧杂十一烷基、7-乙氧基-4-氧杂庚基、11-乙氧基-4,8-二氧杂十一烷基、15-乙氧基-4,8,12-三氧杂十五烷基、9-乙氧基-5-氧杂壬基或14-乙氧基-5,10-氧杂十四烷基。

任选被官能团、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、卤素、杂原子和/或杂环和/或被一个或多个氧和/或硫原子和/或一个或多个取代或未取代的亚氨基间隔的C₂-C₁₈链烯基优选为乙烯基、2-丙烯基、3-丁烯基、顺式-2-丁烯基、反式-2-丁烯基或C_nF_2(n-a)-(1-b)H_2a-b，其中n≤30，0≤a≤n且b=0或1。

任选被官能团、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、卤素、杂原子和/或杂环取代的C₆-C₁₂芳基优选为苯基、甲苯基、二甲苯基、α-萘基、β-萘基、4-联苯基、氯苯基、二氯苯基、三氯苯基、二氟苯基、甲基苯基、二甲基苯基、三甲基苯基、乙基苯基、二乙基苯基、异丙基苯基、叔丁基苯基、十二烷基苯基、甲氧基苯基、二甲氧基苯基、乙氧基苯基、己氧基苯基、甲基萘基、异丙基萘基、氯萘基、乙氧基萘基、2,6-二甲基苯基、2,4,6-三甲基苯基、2,6-二甲氧基苯基、2,6-二氯苯基、4-溴苯基、2-硝基苯基、4-硝基苯基、2,4-二硝基苯基、2,6-二硝基苯基、4-二甲基氨基苯基、4-乙酰基苯基、甲氧基乙基苯基、乙氧基甲基苯基、甲硫基苯基、异丙硫基苯基或叔丁硫基苯基或C₆F_(5-a)H_a，其中0≤a≤5。

任选被官能团、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、卤素、杂原子和/或杂环取代的C₅-C₁₂环烷基优选为环戊基、环己基、环辛基、环十二烷基、甲基环戊基、二甲基环戊基、甲基环己基、二甲基环己基、二乙基环己基、丁基环己基、甲氧基环己基、二甲氧基环己基、二乙氧基环己基、丁硫基环己基、氯环己基、二氯环己基、二氯环戊基，C_nF_2(n-a)-(1-b)H_2a-b，其中n≤30，0≤a≤n且b=0或1，或饱和或不饱和双环体系如降冰片基或降冰片烯基。

任选被官能团、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、卤素、杂原子和/或杂环取代的C₅-C₁₂环烯基优选为3-环戊烯基、2-环己烯基、3-环己烯基、2,5-环己二烯基或C_nF_{2(n-a)-3(1-b)}H_2a-3b，其中n≤30，0≤a≤n且b=0或1。

任选被官能团、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、卤素、杂原子和/或杂环取代的5或6员含氧、氮和/或硫杂环优选为呋喃基、噻吩基、吡咯基、吡啶基、吲哚基、苯并唑基、二氧杂环戊基(dioxolyl)、二烷基(dioxyl)、苯并咪唑基、苯并噻唑基、二甲基吡啶基、甲基喹啉基、二甲基吡咯基、甲氧基呋喃基、二甲氧基吡啶基或二氟吡啶基。

当两个相邻基团一起形成任选被官能团、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、卤素、杂原子和/或杂环取代且任选被一个或多个氧和/或硫原子和/或一个或多个取代或未取代的亚氨基间隔的不饱和、饱和或芳族环时，该环优选为1,3-亚丙基、1,4-亚丁基、1,5-亚戊基、2-氧杂-1,3-亚丙基、1-氧杂-1,3-亚丙基、2-氧杂-1,3-亚丙基、1-氧杂-1,3-亚丙烯基、3-氧杂-1,5-亚戊基、1-氮杂-1,3-亚丙烯基、1-C₁-C₄烷基-1-氮杂-1,3-亚丙烯基、1,4-丁-1,3-二烯亚基、1-氮杂-1,4-丁-1,3-二烯亚基或2-氮杂-1,4-丁-1,3-二烯亚基。

当上述基团包含氧和/或硫原子和/或取代或未取代的亚氨基时，氧和/或硫原子和/或亚氨基的数目不受限制。在该基团中通常不超过5，优选不超过4，非常特别优选不超过3。

当上述基团包含杂原子时，通常在任意两个杂原子之间存在至少一个碳原子，优选至少两个碳原子。

基团R¹-R⁹更优选各自独立地为：

-氢；

-未被取代或被一个或多个羟基、卤素、苯基、氰基、C₁-C₆烷氧羰基和/或SO₃H取代且总共具有1-20个碳原子的未支化或支化C₁-C₁₈烷基，例如甲基、乙基、1-丙基、2-丙基、1-丁基、2-丁基、2-甲基-1-丙基(异丁基)、2-甲基-2-丙基(叔丁基)、1-戊基、2-戊基、3-戊基、2-甲基-1-丁基、3-甲基-1-丁基、2-甲基-2-丁基、3-甲基-2-丁基、2,2-二甲基-1-丙基、1-己基、2-己基、3-己基、2-甲基-1-戊基、3-甲基-1-戊基、4-甲基-1-戊基、2-甲基-2-戊基、3-甲基-2-戊基、4-甲基-2-戊基、2-甲基-3-戊基、3-甲基-3-戊基、2,2-二甲基-1-丁基、2,3-二甲基-1-丁基、3,3-二甲基-1-丁基、2-乙基-1-丁基、2,3-二甲基-2-丁基、3,3-二甲基-2-丁基、1-庚基、1-辛基、1-壬基、1-癸基、1-十一烷基、1-十二烷基、1-十四烷基、1-十六烷基、1-十八烷基、苄基、3-苯基丙基、2-羟基乙基、2-氰基乙基、2-(甲氧羰基)乙基、2-(乙氧羰基)乙基、2-(正丁氧羰基)乙基、三氟甲基、二氟甲基、氟甲基、五氟乙基、七氟丙基、七氟异丙基、九氟丁基、九氟异丁基、十一氟戊基、十一氟异戊基、6-羟基己基和磺基丙基；

-甘醇、丁二醇及其具有1-100个单元和氢或C₁-C₈烷基作为端基的低聚物，例如R^AO-(CHR^B-CH₂-O)_n-CHR^B-CH₂-或R^AO-(CH₂CH₂CH₂CH₂O)_n-CH₂CH₂CH₂CH₂O-，其中R^A和R^B优选各自为氢、甲基或乙基且n优选为0-3，尤其是3-氧杂丁基、3-氧杂戊基、3,6-二氧杂庚基、3,6-二氧杂辛基、3,6,9-三氧杂癸基、3,6,9-三氧杂十一烷基、3,6,9,12-四氧杂十三烷基和3,6,9,12-四氧杂十四烷基；

-乙烯基；

-1-丙烯-1-基、1-丙烯-2-基和1-丙烯-3-基；以及

-N,N-二-C₁-C₆烷基氨基，例如N,N-二甲基氨基和N,N-二乙基氨基。

基团R¹-R⁹最优选各自独立地为氢或C₁-C₁₈烷基，例如甲基、乙基、1-丁基、1-戊基、1-己基、1-庚基、1-辛基、苯基、2-羟基乙基、2-氰基乙基、2-(甲氧羰基)乙基、2-(乙氧羰基)乙基、2-(正丁氧羰基)乙基、N,N-二甲基氨基、N,N-二乙基氨基、氯或CH₃O-(CH₂CH₂O)_n-CH₂CH₂-和CH₃CH₂O-(CH₂CH₂O)_n-CH₂CH₂-，其中n为0-3。

所用吡啶离子(IVa)最优选为如下那些，其中

-基团R¹-R⁵之一为甲基、乙基或氯且其余基团R¹-R⁵各自为氢；

-R³为二甲氨基且其余基团R¹、R²、R⁴和R⁵各自为氢；

-所有基团R¹-R⁵为氢；

-R²为羧基或羧酰胺且其余基团R¹、R²、R⁴和R⁵各自为氢；或者

-R¹和R²或R²和R³一起为1,4-丁-1,3-二烯亚基且其余基团R¹、R²、R⁴和R⁵各自为氢；

尤其是如下那些，其中

-R¹-R⁵各自为氢；或

-基团R¹-R⁵之一为甲基或乙基且其余基团R¹-R⁵各自为氢。

非常特别优选的吡啶离子(IVa)包括1-甲基吡啶1-乙基吡啶1-(1-丁基)吡啶1-(1-己基)吡啶1-(1-辛基)吡啶1-(1-己基)吡啶1-(1-辛基)吡啶1-(1-十二烷基)吡啶1-(1-十四烷基)吡啶1-(1-十六烷基)吡啶1,2-二甲基吡啶1-乙基-2-甲基吡啶1-(1-丁基)-2-甲基吡啶1-(1-己基)-2-甲基吡啶1-(1-辛基)-2-甲基吡啶1-(1-十二烷基)-2-甲基吡啶1-(1-十四烷基)-2-甲基吡啶1-(1-十六烷基)-2-甲基吡啶1-甲基-2-乙基吡啶1,2-二乙基吡啶1-(1-丁基)-2-乙基吡啶1-(1-己基)-2-乙基吡啶1-(1-辛基)-2-乙基吡啶1-(1-十二烷基)-2-乙基吡啶1-(1-十四烷基)-2-乙基吡啶1-(1-十六烷基)-2-乙基吡啶1,2-二甲基-5-乙基吡啶1,5-二乙基-2-甲基吡啶1-(1-丁基)-2-甲基-3-乙基吡啶1-(1-己基)-2-甲基-3-乙基吡啶1-(1-辛基)-2-甲基-3-乙基吡啶1-(1-十二烷基)-2-甲基-3-乙基吡啶1-(1-十四烷基)-2-甲基-3-乙基吡啶和1-(1-十六烷基)-2-甲基-3-乙基吡啶

所用哒嗪离子(IVb)最优选为如下那些，其中

-R¹-R⁴各自为氢；或

-基团R¹-R⁴之一为甲基或乙基且其余的基团R¹-R⁴各自为氢。

所用嘧啶离子(IVc)最优选为如下那些，其中

-R¹为氢、甲基或乙基且R²-R⁴各自独立地为氢或甲基；或者

-R¹为氢、甲基或乙基，R²和R⁴各自为甲基且R³为氢。

所用吡嗪离子(IVd)最优选为如下那些，其中

-R¹为氢、甲基或乙基且R²-R⁴各自独立地为氢或甲基；

-R¹为氢、甲基或乙基，R²和R⁴各自为甲基且R³为氢；

-R¹-R⁴各自为甲基；或

-R¹-R⁴各自为氢。

所用咪唑离子(IVe)最优选为如下那些，其中

-R¹为氢、甲基、乙基、1-丙基、1-丁基、1-戊基、1-己基、1-辛基、2-羟基乙基或2-氰基乙基且R²-R⁴各自独立地为氢、甲基或乙基。

非常特别优选的咪唑离子(IVe)包括1-甲基咪唑1-乙基咪唑1-(1-丁基)咪唑1-(1-辛基)咪唑1-(1-十二烷基)咪唑1-(1-十四烷基)咪唑1-(1-十六烷基)咪唑1,3-二甲基咪唑1-乙基-3-甲基咪唑1-(1-丁基)-3-甲基咪唑1-(1-丁基)-3-乙基咪唑1-(1-己基)-3-甲基咪唑1-(1-己基)-3-乙基咪唑1-(1-己基)-3-丁基咪唑1-(1-辛基)-3-甲基咪唑1-(1-辛基)-3-乙基咪唑1-(1-辛基)-3-丁基咪唑1-(1-十二烷基)-3-甲基咪唑1-(1-十二烷基)-3-乙基咪唑1-(1-十二烷基)-3-丁基咪唑1-(1-十二烷基)-3-辛基咪唑1-(1-十四烷基)-3-甲基咪唑1-(1-十四烷基)-3-乙基咪唑1-(1-十四烷基)-3-丁基咪唑1-(1-十四烷基)-3-辛基咪唑1-(1-十六烷基)-3-甲基咪唑1-(1-十六烷基)-3-乙基咪唑1-(1-十六烷基)-3-丁基咪唑1-(1-十六烷基)-3-辛基咪唑1,2-二甲基咪唑1,2,3-三甲基咪唑1-乙基-2,3-二甲基咪唑1-(1-丁基)-2,3-二甲基咪唑1-(1-己基)-2,3-二甲基咪唑1-(1-辛基)-2,3-二甲基咪唑1,4-二甲基咪唑1,3,4-三甲基咪唑1,4-二甲基-3-乙基咪唑3-丁基咪唑1,4-二甲基-3-辛基咪唑1,4,5-三甲基咪唑1,3,4,5-四甲基咪唑1,4,5-三甲基-3-乙基咪唑1,4,5-三甲基-3-丁基咪唑1,4,5-三甲基-3-辛基咪唑和1-(丙-1-烯-3-基)-3-甲基咪唑

所用吡唑离子(IVf)、(IVg)和(IVg’)最优选为如下那些，其中-R¹为氢、甲基或乙基且R²-R⁴各自独立地为氢或甲基。

所用吡唑离子(IVh)最优选为如下那些，其中

-R¹-R⁴各自独立地为氢或甲基。

所用1-吡唑啉离子(IVi)最优选为如下那些，其中

-R¹-R⁶各自独立地为氢或甲基。

所用2-吡唑啉离子(IVj)和(IVj’)最优选为如下那些，其中

-R¹为氢、甲基、乙基或苯基且R²-R⁶各自独立地为氢或甲基。

所用3-吡唑啉离子(IVk)和(IVk’)最优选为如下那些，其中

-R¹和R²各自独立地为氢、甲基、乙基或苯基且R³-R⁶各自独立地为氢或甲基。

所用咪唑啉离子(IVl)最优选为如下那些，其中

-R¹和R²各自独立地为氢、甲基、乙基、1-丁基或苯基，R³和R⁴各自独立地为氢、甲基或乙基且R⁵和R⁶各自独立地为氢或甲基。

所用咪唑啉离子(IVm)和(IVm’)最优选为如下那些，其中

-R¹和R²各自独立地为氢、甲基或乙基且R³-R⁶各自独立地为氢或甲基。

所用咪唑啉离子(IVn)和(IVn’)最优选为如下那些，其中

-R¹-R³各自独立地为氢、甲基或乙基且R⁴-R⁶各自独立地为氢或甲基。

所用噻唑离子(IVo)和(IVo’)以及唑离子(IVp)最优选为如下那些，其中

-R¹为氢、甲基、乙基或苯基且R²和R³各自独立地为氢或甲基。

所用1,2,4-三唑离子(IVq)、(IVq′)和(IVq”)最优选为如下那些，其中

-R¹和R²各自独立地为氢、甲基、乙基或苯基且R³为氢、甲基或苯基。

所用1,2,3-三唑离子(IVr)、(IVr’)和(IVr”)最优选为如下那些，其中

-R¹为氢、甲基或乙基且R²和R³各自独立地为氢或甲基或R²和R³一起为1,4-丁-1,3-二烯亚基。

所用吡咯烷离子(IVs)最优选为如下那些，其中

-R¹为氢、甲基、乙基或苯基且R²-R⁹各自独立地为氢或甲基。

所用咪唑烷离子(IVt)最优选为如下那些，其中

-R¹和R⁴各自独立地为氢、甲基、乙基或苯基且R²和R³以及R⁵-R⁸各自独立地为氢或甲基。

所用铵离子(IVu)最优选为如下那些，其中

-R¹-R³各自独立地为C₁-C₁₈烷基；或

-R¹和R²一起为1,5-亚戊基或3-氧杂-1,5-亚戊基且R³为C₁-C₁₈烷基、2-羟基乙基或2-氰基乙基。

非常特别优选的铵离子(IVu)包括三甲基铵、三乙基铵、二甲基乙基铵、二乙基甲基铵、四甲基铵。

通过所述基团R季化而衍生出通式(IVu)的季铵离子的叔胺实例是三甲基胺、三乙基胺、三正丙基胺、三正丁基胺、二乙基甲基胺、二甲基乙基胺、三异丙基胺、异丙基二乙基胺、二异丙基乙基胺、二乙基正丁基胺、二乙基叔丁基胺、二乙基正戊基胺、二乙基己基胺、二乙基辛基胺、二乙基-(2-乙基己基)胺、二正丙基丁基胺、二正丙基正戊基胺、二正丙基己基胺、二正丙基辛基胺、二正丙基(2-乙基己基)胺、二异丙基乙基胺、二异丙基-正丙基胺、二异丙基丁基胺、二异丙基戊基胺、二异丙基己基胺、二异丙基辛基胺、二异丙基(2-乙基己基)胺、二正丁基乙基胺、二正丁基正丙基胺、二正丁基-正戊基胺、二正丁基己基胺、二正丁基辛基胺、二正丁基(2-乙基己基)胺、N-正丁基吡咯烷、N-仲丁基吡咯烷、N-叔丁基吡咯烷、N-正戊基吡咯烷、N,N-二甲基环己基胺、N,N-二乙基环己基胺、N,N-二正丁基环己基胺、N-正丙基哌啶、N-异丙基哌啶、N-正丁基哌啶、N-仲丁基哌啶、N-叔丁基哌啶、N-正戊基哌啶、N-正丁基吗啉、N-仲丁基吗啉、N-叔丁基吗啉、N-正戊基吗啉、N-苄基-N-乙基苯胺、N-苄基-N-正丙基苯胺、N-苄基-N-异丙基苯胺、N-苄基-N-正丁基苯胺、N,N-二甲基对甲苯胺、N,N-二乙基对甲苯胺、N,N-二正丁基对甲苯胺、二乙基苄基胺、二正丙基苄基胺、二正丁基苄基胺、二乙基苯基胺、二正丙基苯基胺和二正丁基苯基胺。

优选通式(IVu)的季铵盐是通过用所述基团R季化而可以衍生于下列叔胺的那些：二甲胺，三甲胺、二乙胺、三乙胺、二甲基乙基胺、二乙基叔丁基胺、二异丙基乙基胺、三丙胺、三丁胺。

特别优选的叔胺是三甲胺和三乙胺。

所用胍离子(IVv)最优选为如下那些，其中

-R¹-R⁵各自为甲基。

非常特别优选的胍离子(IVv)为N,N,N′,N′,N″,N″-六甲基胍

所用胆碱离子(IVw)最优选为如下那些，其中

-R¹和R²各自独立地为甲基、乙基、1-丁基或1-辛基且R³为氢、甲基、乙基、乙酰基、-SO₂OH或-PO(OH)₂；

-R¹为甲基、乙基、1-丁基或1-辛基，R²为-CH₂-CH₂-OR⁴基团且R³和R⁴各自独立地为氢、甲基、乙基、乙酰基、-SO₂OH或-PO(OH)₂；或者

-R¹为-CH₂-CH₂-OR⁴基团，R²为-CH₂-CH₂-OR⁵基团且R³-R⁵各自独立地为氢、甲基、乙基、乙酰基、-SO₂OH或-PO(OH)₂。

特别优选的胆碱离子(IVw)是其中R³选自氢、甲基、乙基、乙酰基、5-甲氧基-3-氧杂戊基、8-甲氧基-3,6-二氧杂辛基、11-甲氧基-3,6,9-三氧杂十一烷基、7-甲氧基-4-氧杂庚基、11-甲氧基-4,8-二氧杂十一烷基、15-甲氧基-4,8,12-三氧杂十五烷基、9-甲氧基-5-氧杂壬基、14-甲氧基-5,10-氧杂十四烷基、5-乙氧基-3-氧杂戊基、8-乙氧基-3,6-二氧杂辛基、11-乙氧基-3,6,9-三氧杂十一烷基、7-乙氧基-4-氧杂庚基、11-乙氧基-4,8-二氧杂十一烷基、15-乙氧基-4,8,12-三氧杂十五烷基、9-乙氧基-5-氧杂壬基或14-乙氧基-5,10-氧杂十四烷基的那些。

所用离子(IVx)最优选为如下那些，其中

-R¹-R³各自独立地为C₁-C₁₈烷基，尤其是丁基、异丁基、1-己基或1-辛基。

在上述杂环阳离子中，优选吡啶离子、吡唑啉离子、吡唑离子、咪唑啉离子和咪唑离子。还优选铵离子。

尤其优选1-甲基吡啶1-乙基吡啶1-(1-丁基)吡啶1-(1-己基)吡啶1-(1-辛基)吡啶1-(1-己基)吡啶1-(1-辛基)吡啶1-(1-十二烷基)吡啶1-(1-十四烷基)吡啶1-(1-十六烷基)吡啶1,2-二甲基吡啶1-乙基-2-甲基吡啶1-(1-丁基)-2-甲基吡啶1-(1-己基)-2-甲基吡啶1-(1-辛基)-2-甲基吡啶1-(1-十二烷基)-2-甲基吡啶1-(1-十四烷基)-2-甲基吡啶1-(1-十六烷基)-2-甲基吡啶1-甲基-2-乙基吡啶1,2-二乙基吡啶1-(1-丁基)-2-乙基吡啶1-(1-己基)-2-乙基吡啶1-(1-辛基)-2-乙基吡啶1-(1-十二烷基)-2-乙基吡啶1-(1-十四烷基)-2-乙基吡啶1-(1-十六烷基)-2-乙基吡啶1,2-二甲基-5-乙基吡啶1,5-二乙基-2-甲基吡啶1-(1-丁基)-2-甲基-3-乙基吡啶1-(1-己基)-2-甲基-3-乙基吡啶1-(1-辛基)-2-甲基-3-乙基吡啶1-(1-十二烷基)-2-甲基-3-乙基吡啶1-(1-十四烷基)-2-甲基-3-乙基吡啶1-(1-十六烷基)-2-甲基-3-乙基吡啶1-甲基咪唑1-乙基咪唑1-(1-丁基)咪唑1-(1-辛基)咪唑1-(1-十二烷基)咪唑1-(1-十四烷基)咪唑1-(1-十六烷基)咪唑1,3-二甲基咪唑1-乙基-3-甲基咪唑1-(1-丁基)-3-甲基咪唑1-(1-己基)-3-甲基咪唑1-(1-辛基)-3-甲基咪唑1-(1-十二烷基)-3-甲基咪唑1-(1-十四烷基)-3-甲基咪唑1-(1-十六烷基)-3-甲基咪唑1,2-二甲基咪唑1,2,3-三甲基咪唑1-乙基-2,3-二甲基咪唑1-(1-丁基)-2,3-二甲基咪唑1-(1-己基)-2,3-二甲基咪唑1-(1-辛基)-2,3-二甲基咪唑1,4-二甲基咪唑1,3,4-三甲基咪唑1,4-二甲基-3-乙基咪唑3-丁基咪唑1,4-二甲基-3-辛基咪唑1,4,5-三甲基咪唑1,3,4,5-四甲基咪唑1,4,5-三甲基-3-乙基咪唑1,4,5-三甲基-3-丁基咪唑1,4,5-三甲基-3-辛基咪唑和1-(丙-1-烯-3-基)-3-甲基咪唑

在式(IIIa)-(IIIj)中提到的金属阳离子[M¹]⁺、[M²]⁺、[M³]⁺、[M⁴]²⁺和[M⁵]³⁺通常为周期表第1.、2.、6.、7.、8.、9.、10.、11.、12.和13.族金属阳离子。合适的金属阳离子例如为Li⁺、Na⁺、K⁺、Cs⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、Ba²⁺、Cr³⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Cu²⁺、Ag⁺、Zn²⁺和Al³⁺。

有机阳离子更优选为铵离子、任选C_1-4烷基取代的吡啶离子或任选C_1-4烷基取代的咪唑离子。

有机阳离子最优选为三甲基铵离子、三乙基铵离子、未取代的吡啶离子或1-乙基-3-甲基咪唑离子。

按照本发明使用的离子液体的阴离子选自超强酸三氯化铝-路易斯碱加合物。三氯化铝(AlCl₃)为路易斯酸。

就本发明而言，表述“超强酸三氯化铝-路易斯碱加合物”指以质子化形式具有的pK_a小于强酸的pK_a或小于或等于极强酸的pK_a的那些三氯化铝-路易斯碱加合物。按照本发明使用的超强酸三氯化铝-路易斯碱加合物优选以质子化形式具有的pK_a<-7，即pK_a小于HCl。

就本发明而言，表述“三氯化铝-路易斯碱加合物”指通过在路易斯酸三氯化铝上加成阴离子，尤其是氯离子或溴离子而形成的配位阴离子。加成产物也可以与一种或两种其他(相同或不同的)路易斯酸分子形成加合物。

合适的路易斯酸-路易斯碱加合物通常选自式[Met_aZ_b]^-化合物，其中b的值对应于金属或半金属Met的氧化值与指数a的乘积加上1，即b=a·Ox+1，其中Ox为金属或半金属的氧化值。a通常具有1-3的值。优选该路易斯酸-路易斯碱加合物中的a为2或3。

当a为2或3时，存在于路易斯酸-路易斯碱加合物中的金属或半金属Met可以相同或不同。例如当路易斯酸-路易斯碱加合物首先由路易斯酸和卤化物离子形成并且随后与第一路易斯酸以外的其他路易斯酸反应而形成加合物时，路易斯酸-路易斯碱加合物具有不同的金属形式。然而，优选存在于路易斯酸-路易斯碱加合物[Met_aZ_b]^-中的所有Met相同并且为Al。

在式[Met_aZ_b]^-的路易斯酸-路易斯碱加合物中，Z可以相同或不同。例如当如上所述路易斯酸-路易斯碱加合物由两种不同路易斯酸形成时，得到具有混合Z的路易斯酸-路易斯碱加合物。或者，它在使用具有混合卤原子的路易斯酸时或在用作路易斯碱的卤化物离子不同于路易斯酸的卤原子时得到。在式[Met_aZ_b]^-的路易斯酸-路易斯碱加合物中存在的所有Z尤其相同；Z尤其为氯或溴。

合适路易斯碱的实例是Cl^-、Br^-、AlCl₄ ^-、AlBrCl₃ ^-、Al₂Cl₇ ^-、Al₂BrCl₆ ^-、Al₃Cl₁₀ ^-、Al₃BrCl₉ ^-、BCl₄ ^-、BBr₄ ^-、TiCl₅ ^-、VCl₆ ^-、FeCl₄ ^-、FeBr₄ ^-、Fe₂Cl₇ ^-、Fe₃Cl₁₀ ^-、ZnCl₃ ^-、ZnBr₃ ^-、CuCl₂ ^-、CuBr₂ ^-、CuCl₃ ^-、CuBr₃ ^-、NbCl₆ ^-、SnCl₃ ^-、SnBr₃ ^-、SnCl₅ ^-、SnBr₅ ^-和(CF₃SO₂)₂N^-。

优选的路易斯碱是AlCl₄ ^-、Al₂Cl₇ ^-、BCl₄ ^-、BBr₄ ^-、TiCl₅ ^-、FeCl₄ ^-、FeBr₄ ^-、Fe₂Cl₇ ^-和Fe₃Cl₁₀ ^-。

因此，该离子液体的阴离子例如为AlCl₄ ^-、AlBrCl₃ ^-、Al₂Cl₇ ^-、Al₂BrCl₆ ^-、Al₃Cl₁₀ ^-、Al₃BrCl₉ ^-或(CF₃SO₂)₂NAlCl₃ ^-。

优选的阴离子Y^-选自AlBrCl₃ ^-、Al₂Cl₇ ^-、Al₂BrCl₆ ^-、Al₃Cl₁₀ ^-、Al₃BrCl₉ ^-。

阴离子Y^-更优选选自Al₂Cl₇ ^-、Al₃Cl₁₀ ^-，尤其是Al₂Cl₇ ^-。

尤其通过将合适量的氯化铝加入离子液体或氯化铵中而制备该类离子液体。

在包含有机阳离子和无机阴离子的超强酸离子液体中，其中阴离子为超强酸三氯化铝-路易斯碱加合物，三氯化铝与路易斯碱的摩尔比优选>1.0，特别是≥1.5，更特别的是≥2.0。三氯化铝与路易斯碱的摩尔比优选≤3.0，特别是≤2.5，最优选=2.0。

对于按照本发明使用的超强酸离子液体，Hammett函数H₀优选为-16至-20，特别是-17至-19。

实施例

通用试验程序：

在每种情况下使用250ml Miniplant搅拌容器，该容器具有圆盘搅拌器，内部温度计，夹套蛇管冷凝器，带Teflon塞(10mm孔)、温度计和夹套蛇管冷凝器的均压器的200ml进料容器，带速度显示的搅拌器驱动器，带塞和隔膜的取样连接件以及使用在氢氧化钠上干燥的氩气的惰性化装置。

首先在氩气下将离子液体(IL)(150ml)加入搅拌容器中，并将待异构化的含甲基环戊烷有机混合物(30ml)引入进料容器中。将规定的特定量铜(II)盐加入离子液体中。在将所有反应物加热至60°C之后，通过打开Teflon塞而在搅拌下在1-2秒内将进料容器的全部内容物转移到含有该IL的搅拌容器中。在限定的时间间隔下，每次借助30cm套管和注射器通过带隔膜的取样头取出5ml样品。约2分钟后将已经分离出的较轻质有机相由注射器引入约5ml 10重量%EDTA钠水溶液中并振摇。然后分离各相。将有机相用2ml二氯甲烷稀释并在用无水硫酸钠干燥之后借助GC分析。

下列实施例涉及甲基环戊烷异构化成环己烷。

所用缩写：

RE：反应平衡

MCP：甲基环戊烷

CH：环己烷

TMA：三甲基铵

TEA：三乙铵

EMIM：1-乙基-3-甲基咪唑

实施例1(对比)：

IL：TMA-Al₂Cl₇

添加剂：无

有机相：纯MCP

达到RE的时间(80%MCP转化率)：180分钟

实施例2：

IL：TMA-Al₂Cl₇

添加剂：1.22g CuCl₂

有机相：纯MCP

达到RE的时间(80%MCP转化率)：15分钟

实施例3(对比)：

IL：TMA-Al₂Cl₇

添加剂：无

有机相：39重量%MCP，12重量%CH，49重量%正己烷

达到RE的时间(77%MCP转化率)：120分钟

实施例4：

IL：TMA-Al₂Cl₇

添加剂：0.1g CuCl₂

有机相：39重量%MCP，12重量%CH，49重量%正己烷

达到RE的时间(77%MCP转化率)：70分钟

实施例5：

IL：TMA-Al₂Cl₇

添加剂：0.5g CuCl₂

有机相：39重量%MCP，12重量%CH，49重量%正己烷

达到RE的时间(77%MCP转化率)：30分钟

实施例6：

IL：TMA-Al₂Cl₇

添加剂：1.0g CuCl₂

有机相：39重量%MCP，12重量%CH，49重量%正己烷

达到RE的时间(77%MCP转化率)：3分钟

实施例7：

IL：TMA-Al₂Cl₇

添加剂：0.1g CuO

有机相：39重量%MCP，12重量%CH，49重量%正己烷

达到RE的时间(77%MCP转化率)：70分钟

实施例8：

IL：TMA-Al₂Cl₇

添加剂：0.5g CuO

有机相：39重量%MCP，12重量%CH，49重量%正己烷

达到RE的时间(77%MCP转化率)：30分钟

实施例9：

IL：TMA-Al₂Cl₇

添加剂：1.0g CuO

有机相：39重量%MCP，12重量%CH，49重量%正己烷

达到RE的时间(77%MCP转化率)：3分钟

实施例10(对比)：

IL：TEA-Al₂Cl₇

添加剂：无

有机相：39重量%MCP，12重量%CH，49重量%正己烷

达到RE的时间(77%MCP转化率)：60分钟

实施例11：

IL：TEA-Al₂Cl₇

添加剂：0.3g CuO

有机相：39重量%MCP，12重量%CH，49重量%正己烷

达到RE的时间(77%MCP转化率)：20分钟

实施例12：

IL：TEA-Al₂Cl₇

添加剂：1.22g CuCl₂

有机相：39重量%MCP，12重量%CH，49重量%正己烷

达到RE的时间(77%MCP转化率)：10分钟

实施例13(对比)：

IL：EMIM-Al₂Cl₇

添加剂：无

有机相：39重量%MCP，12重量%CH，49重量%正己烷

300分钟后未达到RE(77%MCP转化率)，300分钟后的MCP转化率：70%

实施例14：

IL：EMIM-Al₂Cl₇

添加剂：1.22g CuCl₂

有机相：39重量%MCP，12重量%CH，49重量%正己烷

达到RE的时间(80%MCP转化率)：90分钟

实施例15(对比)：

IL：吡啶-Al₂Cl₇

添加剂：无

有机相：39重量%MCP，12重量%CH，49重量%正己烷

达到RE的时间(80%MCP转化率)：90分钟

实施例16：

IL：吡啶-Al₂Cl₇

添加剂：1.22g CuCl₂

有机相：39重量%MCP，12重量%CH，49重量%正己烷

达到RE的时间(80%MCP转化率)：10分钟

实施例17(对比)：

IL：正丁基吡啶-Al₂Cl₇

添加剂：无

有机相：39重量%MCP，12重量%CH，49重量%正己烷

300分钟后未达到RE(77%MCP转化率)，300分钟后的MCP转化率：67%

实施例18：

IL：正丁基吡啶-Al₂Cl₇

添加剂：1.22g CuCl₂

有机相：39重量%MCP，12重量%CH，49重量%正己烷

达到RE的时间(80%MCP转化率)：60分钟

Claims (36)

1.一种异构化饱和、支化和环状烃的方法，其中所述烃的叔碳原子在异构化过程中转化成仲碳原子，所述方法包括在包含有机阳离子和无机阴离子的超强酸离子液体以及基于所用超强酸离子液体为0.1-1.5重量％的铜(II)化合物存在下进行异构化，其中所述阴离子为超强酸三氯化铝-路易斯碱加合物。

2.根据权利要求1的方法，其中三氯化铝与路易斯碱的摩尔比为>1.0至≤3.0。

3.根据权利要求1的方法，其中三氯化铝与路易斯碱的摩尔比为≥2.0至≤2.5。

4.根据权利要求1的方法，其中所述铜(II)化合物为铜(II)盐。

5.根据权利要求2的方法，其中所述铜(II)化合物为铜(II)盐。

6.根据权利要求3的方法，其中所述铜(II)化合物为铜(II)盐。

7.根据权利要求1的方法，其中所述铜(II)化合物为CuCl₂，CuO，CuSO₄，CuBr₂或CuI₂。

8.根据权利要求2的方法，其中所述铜(II)化合物为CuCl₂，CuO，CuSO₄，CuBr₂或CuI₂。

9.根据权利要求3的方法，其中所述铜(II)化合物为CuCl₂，CuO，CuSO₄，CuBr₂或CuI₂。

10.根据权利要求4的方法，其中所述铜(II)化合物为CuCl₂，CuO，CuSO₄，CuBr₂或CuI₂。

11.根据权利要求5的方法，其中所述铜(II)化合物为CuCl₂，CuO，CuSO₄，CuBr₂或CuI₂。

12.根据权利要求6的方法，其中所述铜(II)化合物为CuCl₂，CuO，CuSO₄，CuBr₂或CuI₂。

13.根据权利要求1-12中任一项的方法，其中异构化在基于所用离子液体为0.5-1.5重量％的铜(II)化合物存在下进行。

14.根据权利要求1-12中任一项的方法，其中所述待异构化烃为C_4-18烃。

15.根据权利要求13的方法，其中所述待异构化烃为C_4-18烃。

16.根据权利要求1-12中任一项的方法，其中所述待异构化烃为C_5-8烃。

17.根据权利要求13的方法，其中所述待异构化烃为C_5-8烃。

18.根据权利要求1-12中任一项的方法，其用于将甲基环戊烷异构化成环己烷。

19.根据权利要求15或17的方法，其用于将甲基环戊烷异构化成环己烷。

20.根据权利要求1-12中任一项的方法，其用于将1,2-二甲基环戊烷、1,3-二甲基环戊烷或1,1-二甲基环戊烷异构化成甲基环己烷。

21.根据权利要求15或17的方法，其用于将1,2-二甲基环戊烷、1,3-二甲基环戊烷或1,1-二甲基环戊烷异构化成甲基环己烷。

22.根据权利要求1-12中任一项的方法，其中所述包含三氯化铝的超强酸离子液体的Hammett函数H₀为-16至-20。

23.根据权利要求19的方法，其中所述包含三氯化铝的超强酸离子液体的Hammett函数H₀为-16至-20。

24.根据权利要求21的方法，其中所述包含三氯化铝的超强酸离子液体的Hammett函数H₀为-16至-20。

25.根据权利要求中1-12任一项的方法，其中所述有机阳离子为铵离子，任选C_1-4烷基取代的吡啶离子或任选C_1-4烷基取代的咪唑离子。

26.根据权利要求23或24的方法，其中所述有机阳离子为铵离子，任选C_1-4烷基取代的吡啶离子或任选C_1-4烷基取代的咪唑离子。

27.根据权利要求1-12中任一项的方法，其中所述有机阳离子为三甲基铵离子、三乙基铵离子、未取代的吡啶离子或1-乙基-3-甲基咪唑离子。

28.根据权利要求26的方法，其中所述有机阳离子为三甲基铵离子、三乙基铵离子、未取代的吡啶离子或1-乙基-3-甲基咪唑离子。

29.根据权利要求1-12中任一项的方法，其中所述无机阴离子为Al₂Cl₇ ^-或Al₂Cl₆Br^-。

30.根据权利要求28的方法，其中所述无机阴离子为Al₂Cl₇ ^-或Al₂Cl₆Br^-。

31.根据权利要求1-12中任一项的方法，其中异构化在-20℃至150℃的温度下进行。

32.根据权利要求30的方法，其中异构化在-20℃至150℃的温度下进行。

33.根据权利要求1-12中任一项的方法，其中异构化在1-10巴的绝对压力下进行。

34.根据权利要求32的方法，其中异构化在1-10巴的绝对压力下进行。

35.根据权利要求1-12中任一项的方法，其中所述待异构化烃基于离子液体以1-90重量％的浓度使用。

36.根据权利要求34的方法，其中所述待异构化烃基于离子液体以1-90重量％的浓度使用。