[發明專利]一種磺酸基功能化嗎啡啉季銨鹽離子液體及其制備方法

無效

• 申請號: 200710029820.3
• 申請日: 2007-08-21
• 公開（公告）號: CN101130527A
• 公開（公告）日: 2008-02-27
• 發明（設計）人: 黃寶華;黎子進;汪艷飛;史娜;方巖雄;張焜;杜志云
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: C07D295/15
• 分類號: C07D295/15
• 代理公司: 廣州粵高專利代理有限公司
• 代理人: 林麗明

技術領域

本發明屬于化學材料及其制備技術領域，具體涉及一種磺酸基功能化嗎啡啉季銨鹽離子液體及其制備方法。

技術背景

離子液體因其特有的物化性質，在替代揮發性有機溶劑方面起到越來越重要的作用，且在某些情況下兼具催化性能，特別符合目前所倡導的清潔技術的要求。其應用范圍已經從化學化工迅速擴展到功能材料、電光與光電材料、太陽能儲存、生命科學等領域，是一類值得研究發展的新型的“軟”功能材料或介質。利用離子液體的可設計性經設計而滿足專一性要求的離子液體稱為功能化的離子液體，包括針對物理性質(例如：流動性、傳導能力、液態范圍)的功能化和針對化學性質(極性、酸性、手性、配位能力、溶解性)的功能化。在離子液體中引入不同的官能團，實現離子液體的功能化以滿足特定的需求，是當今離子液體研究的重點之一。

通過對陽離子烷基側鏈的調變可獲得功能化離子液體，可引入諸如羥基、醚基、巰基、羧酸基、磺酸基、酯基及酰胺等多種官能團。近年功能化酸性離子液體的開發已成為有機化學酸催化反應領域的研究熱點。2002年Cole等人(Novel?Brnsted?acidic?ionic?liquids?and?their?use?as?dual?solvent-catalysts.J.Am.Chem.Soc.2002，124，5962-5963)報導了咪唑陽離子或三苯基季鏻陽離子上帶磺酸基團的功能化離子液體。這種Brnsted酸性離子液體可應用于酯化、成醚、頻哪醇重排等酸催化反應。寇元等[功能化的酸性離子液體.石油化工.2004，33(4)，297-302]合成了陽離子上接羧基的功能化酸性離子液體。顧彥龍等[Esterification?ofaliphatic?acids?with?olefin?promoted?by?Brnsted?acidic?ionic?liquids.Journal?ofMolecular?Catalysis?A：Chemical212(2004)71-75]合成咪唑環上引入磺酸基團的酸性離子液體，提出離子液體陽離子另一N上所連烷基鏈長對脂肪酸與烯烴的酯化反應的轉化率和選擇性都有較大的影響。桂建舟等[Novel?Brnsted?acidic?ionicliquid?as?efficient?and?reusable?catalyst?system?for?esterification.Catalysis?Communications.5(2004)，473-477]報道了帶有磺酸基團的咪唑和季銨硫酸氫鹽離子液體。王濤等(CN?1594280)在吡啶環的N上接磺酸基團，得到一種酸性的吡啶磺酸鹽離子液體，可用于酯化、Beckman重排、羰化或醇脫水成醚的酸催化反應。J.H.小戴維斯(CN?1646540)公開了含有如磺酸基等側鏈Brnsted酸基團的咪唑、季銨、季鏻鹽離子液體。李雪輝等[多羧基咪唑離子液體的酸性表征.物理化學學報.2006，22(2)，230-23]合成了咪唑類多羧基功能化的酸性離子液體，并對其酸性進行了表征。

尋找構成新型離子液體的陽離子原料也備受關注。鄧友全等(CN?1772739)提出了以N-質子化內酰胺為陽離子的Brnsted酸性離子液體。本課題組則以γ-丁內酰胺原料合成了吡咯烷酮類酸性離子液體和側鏈引入磺酸基團的吡咯烷酮磺酸鹽離子液體[酸性離子液體的合成和光譜表征，分析測試學報.2007(3)]。2005年張青山等(新型N-甲基-N-烯丙基嗎啡啉季銨鹽類離子液體的合成.高等學校化學學報.2005，26(2)：340-342)以兩步法合成了N-甲基-N-烯丙基嗎啡啉季銨鹽類離子液體。本發明涉及的磺酸基功能化嗎啡啉季銨鹽離子液體是在嗎啡啉環的N原子上引入烷基磺酸基團，是一類具有較強Brnsted酸性的功能化酸性離子液體。其制備方法至今未見報道。

發明內容

本發明的目的在于提供一種呈Brnsted酸性的磺酸基功能化嗎啡啉季銨鹽離子液體及其制備方法。

本發明所述的一種磺酸基功能化嗎啡啉季銨鹽離子液體，有如下化學結構通式(I)：

其中n＝3，4；R為H或C₁～C₁₂的直鏈或支鏈的飽和或不飽和烴基；B-選自以下陰離子：氯、溴、碘、硫酸根、硫酸氫根、硝酸根、磷酸二氫根、四氟硼酸根、六氟磷酸根、乙酸根、甲基磺酸根、對甲苯磺酸根、三氟甲磺酸根、三氟乙酸根。