[發明專利]一種制備乙酸型離子液體的方法

無效

• 申請號: 200710070383.X
• 申請日: 2007-07-27
• 公開（公告）號: CN101108827A
• 公開（公告）日: 2008-01-23
• 發明（設計）人: 章連眾;計建炳;鄧東順;舒忠杰;陳鑫
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: C07D233/58
• 分類號: C07D233/58;C07D213/20
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司
• 代理人: 王兵;黃美娟

(一)技術領域

本發明涉及一種制備乙酸型離子液體的方法，尤其是一種通過離子交換反應來制備乙酸型離子液體的方法。

(二)背景技術

離子液體是一類完全由陰離子和陽離子組成的鹽。與無機鹽相比，離子液體具有較低的熔點(一般＜100℃)和粘度。離子液體的陽離子一般是體積相對較大、含氮或含磷的有機陽離子，最典型的是咪唑陽離子和吡啶陽離子。本發明所述乙酸型離子液體屬于一類已知化合物，其陰離子是乙酸根。

乙酸型離子液體的陰離子為乙酸根，其中不含鹵素，因此乙酸型離子液體在工業應用中可以避免含鹵素陰離子降解帶來的腐蝕和環境問題。同時，已知含雜環的乙酸型離子液體，如1-乙基-3-甲基咪唑乙酸鹽，常溫下具有相對較低的粘度。因此，在離子液體共同的應用領域乙酸型離子液體具有特別的工業價值。離子液體的應用涉及很多方面，例如作為反應的溶劑、催化劑、或同時作為溶劑和催化劑(參見Chem.Rev.1999，99，2071-2083；Angew.Chem.2000，112，3926-3945；Tetrahedron：Asymmetry，2006，17，2491-2498)；如CN02806951.X所述作為用于分離接近沸點或共沸混合物的選擇性添加劑；如CN03804231.2所述用于混合物的液-液和液-氣萃取。因此生產乙酸型離子液體具有產業意義。

通過離子交換反應來制備離子液體在本領域是已知的(參見Chem.Rev.1999，99，2071-2083；Angew.Chem.2000，112，3926-3945)。乙酸型離子液體已知可以通過使提供陽離子成分的鹵化鹽與乙酸銀進行離子交換反應來制備(參見J.Chem.Soc.，Chem.Commun.1992，965-967；J.Chem.Thermodyn.2005，37，537-558)，該方法需要使用昂貴的銀鹽，在經濟上是不利。CN200580003223.2公開了兩種方法：一種方法是，先使提供陽離子成分的鹵化鹽與醇鉀或醇鈉在醇溶液中進行反應并過濾，然后在濾液中加入化學計量的乙酸，生成所需要的乙酸型離子液體，該方法需要兩步反應，后續還需要用溶劑萃取去除可能過量的乙酸，制備過程比較復雜；另一種方法是，先使提供陽離子成分的硫酸氫鹽與氫氧化鋇在水溶液中進行反應并過濾，然后在濾液中加入乙酸，生成所需要的乙酸型離子液體，該方法同樣需要兩步反應，后續同樣需要用溶劑萃取去除可能過量的乙酸，為了促進殘留的水的去除還需要使用其他溶劑如正丁醇，制備過程同樣比較復雜。另外，CN95191587.8公開了一種制備離子液體的方法，其中通過使提供所需陰離子的鉛鹽與提供所需陽離子的鹵化物反應，該方法需要使用毒性較大的鉛鹽。

(三)發明內容

本發明的目的在于提供一種通過使為離子液體提供適當陽離子成分的鹵化鹽與乙酸鹽進行離子交換反應來制備乙酸型離子液體的簡便、經濟的方法。

本發明所述的乙酸型離子液體為Q⁺CH₃COO^-，一般的制備方法是通過提供陽離子成分的鹵化鹽Q⁺X^-與乙酸鹽CH₃COO^-M⁺進行離子交換反應制備得到乙酸型離子液體，反應式為：

Q⁺X^-+CH₃COO^-M⁺→Q⁺CH₃COO^-+M⁺X^-

其中X^-代表氯根(Cl^-)、溴根(Br^-)或碘根(I^-)，M⁺X^-為副產物鹽。在本發明中所述的離子交換反應在C₁～C₄的醇溶液中進行；所述乙酸鹽為乙酸鉀，即M⁺為K⁺，所述的Q⁺為：

(1)以下通式所示的咪唑陽離子

或(2)以下通式所示的吡啶陽離子