[發(fā)明專利]室溫離子液體的連續(xù)合成方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200610039741.6
• 申請(qǐng)日: 2006-04-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101058559A
• 公開(kāi)（公告）日: 2007-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉祖亮;方東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C07D233/58
• 分類號(hào): C07D233/58;C07D213/20;C07D213/127
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心
• 代理人: 朱顯國(guó)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種室溫離子液體的連續(xù)合成方法，即適用于以吡啶或N-烷基咪唑、鹵代烴、含氟鹽為原料，合成由烴基吡啶陽(yáng)離子或1，3-二烴基咪唑陽(yáng)離子和含氟陰離子組成的室溫離子液體的場(chǎng)合。

背景技術(shù)

離子液體是指在室溫范圍內(nèi)(一般為100℃下)呈現(xiàn)液態(tài)的完全由離子構(gòu)成的物質(zhì)體系。一般由有機(jī)陽(yáng)離子和無(wú)機(jī)陰離子、有機(jī)陰離子組成，其性能主要由組成的陽(yáng)離子和陰離子共同決定，可以采用分子設(shè)計(jì)，對(duì)其進(jìn)行調(diào)整。離子液體具有很多獨(dú)特的理化性能，經(jīng)測(cè)定，許多咪唑陽(yáng)離子構(gòu)成的離子液體的熱分解溫度高達(dá)400℃。由于離子液體的熔點(diǎn)一般低于100℃，因此其穩(wěn)定的液態(tài)范圍可達(dá)300℃～400℃，這是普通溶劑無(wú)法比擬的。與傳統(tǒng)的有機(jī)溶劑不同，由于離子液體內(nèi)部的庫(kù)侖引力較大，相當(dāng)于水的10倍，其蒸汽壓幾乎察覺(jué)不到。離子液體隨其陰離子和陽(yáng)離子的不同呈現(xiàn)出一定的極性，對(duì)金屬絡(luò)合物具有很強(qiáng)的溶解能力，對(duì)于普通溶劑難以溶解的氫化物(NaH、CaH₂)、碳化物、氮化物、硫化物以及各種氧化物的鹽類化合物，離子液體也具有良好的溶解能力。早在研究太陽(yáng)能電池電解液時(shí)就已經(jīng)知道了離子液體具有較寬的電化學(xué)窗口，由咪唑氯化物/AlCl₃組成的離子液體的電化學(xué)窗口可達(dá)到4V，有的電化學(xué)窗口甚至可達(dá)5V～6V。有些離子液體因其陰離子能夠參與配位而具有一定的配位能力。離子液體的Lewis酸堿性和酸性可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，因此，離子液體也被成為“可以設(shè)計(jì)的溶劑”。在分離過(guò)程、化學(xué)反應(yīng)(尤其是催化反應(yīng))和電化學(xué)等方面的應(yīng)用研究以取得許多令人滿意的結(jié)果，因此，被認(rèn)為是一種綠色合成和清潔生產(chǎn)中具有廣闊應(yīng)用前景的新型環(huán)境友好的綠色溶劑。

陽(yáng)離子分別由烷基吡啶離子和烷基咪唑離子組成的離子液體是目前在研究中被廣泛應(yīng)用的兩大類室溫離子液體，其合成方法通常是分兩步進(jìn)行：(1)以吡啶或N-烷基咪唑和鹵代烷為起始原料，在丙酮、甲苯、乙睛、三氯乙烷或過(guò)量的鹵代烷等溶劑中，制得N-烷基吡啶鹵化銨或1，3-二烷基咪唑鹵化銨，(2)將制得的鹵化銨和含氟鹽在乙睛、丙酮、三氯乙烷等有機(jī)溶劑或水中進(jìn)行反應(yīng)得到室溫離子液體。該方法最大的缺點(diǎn)就是需要使用大量的易揮發(fā)的有機(jī)溶劑，易造成對(duì)環(huán)境的污染。為了避免有機(jī)溶劑對(duì)環(huán)境的污染，Namboodiri和Varma先后研究了用微波技術(shù)促進(jìn)的非溶劑法合成1，3-二烷基鹵化銨和1，3-二烷基四氟硼酸鹽室溫離子液體的方法(Chem.Commun.2001，643-644，TetrahedronLett.2002，43，5381-5383)，然而，微波法的反應(yīng)條件不易控制，而且這種方法要求特殊設(shè)備，不利于大規(guī)模工業(yè)化推廣應(yīng)用。

XU等報(bào)道利用和目標(biāo)離子液體相同的離子液體作為反應(yīng)介質(zhì)，使用連續(xù)法合成離子液體，反應(yīng)生成的離子液體溶解在作為反應(yīng)介質(zhì)的離子液體中，(Synthesis，2003，17，2626和CN?1524853A)，但未說(shuō)明作為反應(yīng)介質(zhì)的離子液體的合成方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種高效、環(huán)境友好、有利于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)、無(wú)溶劑的室溫離子液體的連續(xù)合成方法。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：一種室溫離子液體的連續(xù)合成方法，即在常壓下將吡啶或者N-烷基咪唑與鹵代烴混合攪拌反應(yīng)，先制得烴基吡啶鹵化銨鹽或者1，3-二烴基咪唑鹵化銨鹽，再加入含氟鹽攪拌反應(yīng)，得到室溫離子液體；其中，鹵代烴為含氯、溴的直鏈烴基或支鏈烴基，該鹵代烴的碳原子數(shù)為1～12；含氟鹽中，陽(yáng)離子為：Li⁺、Na⁺、K⁺、Ag⁺和NH₄⁺中的一種；陰離子為：BF₄^-、PF₆^-、AsF₆^-、SbF₆^-、CF₃COO^-、C₃F₇COO^-、CF₃SO₂^-、(CF₃SO₂)₂N^-和(C₂F₆SO₂)₂N^-中的一種。