一種堿性離子液體的合成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于離子液體材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種堿性離子液體的合成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]離子液體(1nic Liquids,簡(jiǎn)稱ILs)是一類完全由有機(jī)陽離子和無機(jī)或有機(jī)陰離子組成且熔點(diǎn)低于100°C的鹽。通常所說的離子液體為室溫離子液體，它是在室溫或室溫附近以下成液態(tài)的電解質(zhì)。與傳統(tǒng)的離子化合物相比，在室溫下它是液態(tài)的；與傳統(tǒng)的液態(tài)物質(zhì)相比，在結(jié)構(gòu)上它又是由陰陽離子組成的。因此，離子液體具有獨(dú)特的物理、化學(xué)性質(zhì)并取代傳統(tǒng)環(huán)境不友好溶劑的前景。
[0003]室溫離子液體包括酸性、中性和堿性離子液體。酸性和中性離子液體已被很好的認(rèn)知并成功用于許多有機(jī)反應(yīng)中。然而，關(guān)于堿性離子液體的相關(guān)報(bào)道還非常少。根據(jù)Arrhenius酸堿電離理論，能在水溶液中電離出0H的離子液體，即屬于堿性離子液體。這類離子液體主要是指陰離子為0H的堿性離子液體，如烷基咪唑鹽氫氧根堿性離子液體。盡管堿性離子液體的發(fā)展起步較晚，但是也經(jīng)歷了相當(dāng)復(fù)雜的發(fā)展歷程。在20世紀(jì)70年代末，A1C13型堿性離子液體首先被發(fā)現(xiàn)，但由于氯鋁酸鹽離子液體在水、空氣中不穩(wěn)定，其應(yīng)用受到一定限制。到90年代初Lewis堿性離子液體開始被研究，到目前為止，已經(jīng)有了比較完善的體系。
[0004]傳統(tǒng)的液體堿催化劑如三乙胺和吡啶等，催化活性較高，但催化劑和反應(yīng)產(chǎn)物不易分離。固體堿催化反應(yīng)具有選擇性好以及產(chǎn)物易于分離等優(yōu)點(diǎn)，但催化劑制備復(fù)雜，成本昂貴，強(qiáng)度較差，極易被大氣中的C0jPH20等雜質(zhì)污染。堿性離子液體由于具有無機(jī)堿的優(yōu)點(diǎn)，在水和空氣中穩(wěn)定，易于分離，高的催化效率和可重復(fù)利用性，在堿催化過程中提供了一種新的環(huán)境友好的堿催化劑的可能性。應(yīng)用最多的是鹽交換方法，可以合成對(duì)空氣和水穩(wěn)定的離子液體，且操作簡(jiǎn)單。這類強(qiáng)的堿性離子液體因?yàn)橐子谡{(diào)節(jié)、無揮發(fā)性、無腐蝕性以及能和許多有機(jī)溶劑混溶從而展現(xiàn)出取代傳統(tǒng)堿催化劑的巨大潛質(zhì)，具有重要的工業(yè)應(yīng)用前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的內(nèi)容為:
[0006]—種堿性離子液體，其特征在于:采用兩步合成法，通過鹽交換的方式，合成得到堿性咪唑鹽類離子液體。
[0007]本發(fā)明的合成方法，第一步:將N-甲基咪哇與溴代烷類按照摩爾比1:1.05加入到三口燒瓶中，110°C磁力攪拌，冷凝回流反應(yīng)lh，得到淡黃色粘稠狀液體；將液態(tài)粗產(chǎn)物用乙酸乙酯洗滌3次，減壓蒸餾，加入丙酮，震蕩溶解，加入少量晶種，靜置2_3h，待結(jié)晶析出，抽濾分離丙酮，得到高純度的中間體，置于70°C烘箱干燥至恒重。
[0008]第二步:堿離子液的合成，取適量的離子液體中間體溶于50ml的二氯甲烷中，加入等摩爾的顆粒狀固體氫氧化鈉，室溫下攪拌10h，抽濾除去NaBr沉淀，40°C下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去溶劑，得到粗品離子液體；取20ml無水乙醚洗滌3次，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去乙醚，70°C下真空干燥至恒重，得到粘稠狀堿性離子液體。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與效果是:
[0010]本發(fā)明合成出的堿性離子液體具有合成方法簡(jiǎn)捷，過程對(duì)環(huán)境友好，合成的產(chǎn)物在水和空氣中穩(wěn)定，易于分離，高的催化效率和可重復(fù)利用性等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0011]為讓本發(fā)明的制備步驟明顯易懂，附圖的說明如下:
[0012]圖1圖示了依照本發(fā)明一實(shí)施方式的一種制備流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]實(shí)施例1:
[0014]第一步:將N—甲基咪唑與溴代正丁烷按照摩爾比1:1.05加入到三口燒瓶中，110°C磁力攪拌，冷凝回流反應(yīng)lh，得到淡黃色粘稠狀液體將液態(tài)粗產(chǎn)物用乙酸乙酯洗滌3次，減壓蒸餾，加入丙酮，震蕩溶解，加入少量晶種，靜置2-3h，待[Bmim]Br結(jié)晶析出，抽濾分離丙酮，得到高純度的中間體置于70°C真空烘箱干燥至恒重。
[0015]第二步:堿性離子液體[Bmim]oH的合成，取適量的離子液體中間體[Bmim]Br溶于50ml的二氯甲烷中，加入等摩爾的顆粒狀固體氫氧化鈉，室溫下攪拌10h，抽濾除去NaBr沉淀，40°C下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去溶劑，得到粗品離子液體[Bmim]0H，取20ml無水乙醚洗滌3次，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去乙醚，70°C下真空干燥至恒重，得到棕黃色粘稠狀堿性離子液體[Bmim]0H。
[0016]實(shí)施例2:
[0017]將溴代烷類溴代正丁烷換為溴乙烷，其他步驟及條件不變，可得到[Emim] [Ac]。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種功能化離子液體的合成方法，其特征在于:該方法采用兩步合成法，通過鹽交換的方式，合成得到堿性咪唑鹽類離子液體。具體步驟為: 第一步:將N-甲基咪哇與溴代烷類按照定量的摩爾比加入到三口燒瓶中，一定的反應(yīng)條件，得到淡黃色粘稠狀液體；將液態(tài)粗產(chǎn)物用乙酸乙酯洗滌3次，減壓蒸餾，加入丙酮，震蕩溶解，加入少量晶種，靜置2-3h，待結(jié)晶析出，抽濾分離丙酮，得到高純度的中間體，置于70°C烘箱干燥至恒重。 第二步:堿離子液的合成，取適量的離子液體中間體溶于50ml的二氯甲烷中，加入適量的顆粒狀固體氫氧化鈉，室溫下攪拌10h，抽濾除去NaBr沉淀，40°C下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去溶劑，得到粗品離子液體；取20ml無水乙醚洗滌3次，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去乙醚，70°C下真空干燥至恒重，得到粘稠狀堿性離子液體。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述的第一步中N-甲基咪哇與溴代烷類按照摩爾比為1:1.05。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述的第一步中N-甲基咪哇與溴代烷類的反應(yīng)條件為110°C油浴中不斷攪拌，冷凝回流lh。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述的第二步中加入的顆粒狀固體氫氧化鈉的摩爾數(shù)與離子液體的摩爾數(shù)相等。
【專利摘要】本發(fā)明公布了一種堿性離子液體的合成方法。本發(fā)明的堿性離子液體采用兩步合成法，通過鹽交換的方式合成的。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，既具有無機(jī)堿的優(yōu)點(diǎn)，且操作簡(jiǎn)單，又具有在水和空氣中穩(wěn)定，易于分離，高的催化效率和可重復(fù)利用性的新特性，在堿催化過程中提供了一種新的環(huán)境友好的堿催化劑的可能性。該堿性離子液體因?yàn)橐子谡{(diào)節(jié)、無揮發(fā)性、無腐蝕性以及能和許多有機(jī)溶劑混溶從而展現(xiàn)出取代傳統(tǒng)堿催化劑的巨大潛質(zhì)，具有重要的工業(yè)應(yīng)用前景。
【IPC分類】C07D233/58
【公開號(hào)】CN105272917
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510710372
【發(fā)明人】王娜
【申請(qǐng)人】天津彩意科技有限公司
【公開日】2016年1月27日
【申請(qǐng)日】2015年10月27日