[發明專利]主鏈含咪唑的離子液體聚合物及其合成方法

無效

• 申請號: 200810017822.5
• 申請日: 2008-03-21
• 公開（公告）號: CN101255226A
• 公開（公告）日: 2008-09-03
• 發明（設計）人: 熊玉兵;吳稱意;王榮民;胡登衛;王云普
• 申請（專利權）人: 西北師范大學
• 主分類號: C08G63/685
• 分類號: C08G63/685;C08G63/78;C08G63/85
• 代理公司: 蘭州中科華西專利代理有限公司
• 代理人: 張英荷

技術領域

本發明屬于化學合成領域，涉及一類新型對稱功能團的離子液體聚合物及其合成方法，尤其涉及一種主鏈含咪唑的離子液體聚合物及其合成方法。

背景技術

離子液體作為一種綠色溶劑與催化劑，由于具有不揮發、不燃燒、幾乎無蒸汽壓，受熱不會膨脹，導電性好等特性，被廣泛應用于電化學、有機合成、催化及萃取分離等領域。近些年來，離子液體在高分子領域中的應用也越來越受到重視，將離子液體所具有的特性與高分子材料相結合對開發新型功能高分子材料具有重要意義。含有離子液體結構的聚合物由于具有良好的導電性，在固體電解質方面有著廣闊的應用前景。目前，含有離子液體的聚合物主要是側鏈上懸掛離子液體結構的聚合物，如單體為甲基丙烯酸的聚乙二醇酯，是在聚乙二醇另一端連有咪唑離子液體；單體為甲基丙烯酸的烷基酯，在烷基酯的另一端連有咪唑離子液體；以氯化1-乙烯基-3-乙基咪唑離子液體、氯化1-乙烯基-2-正丁基咪唑離子液體為單體，得到側鏈上含有咪唑離子液體型的聚合物等等，此類離子液體聚合物都有一定的導電性。但是，在主鏈上含咪唑的離子液體聚合物及其制備方法，目前尚未見報道。

發明內容

本發明的目的是提供一種主鏈上含咪唑的離子液體聚合物。

本發明的另一目的是提供一種主鏈含咪唑的離子液體聚合物的合成方法。

一、主鏈上含咪唑的離子液體聚合物

本發明主鏈上含咪唑的離子液體聚合物，其化學結構式如下：

n＝9～20，聚合物的分子量為3700～8100。

二、主鏈上含咪唑的離子液體聚合物的制備

本發明離子液體聚合物的制備方法，是先以咪唑分別與氯乙酸甲酯、2-氯乙醇合成氯化1，3-二(2-羥基乙基)咪唑離子液體和氯化1，3-二(2-甲氧基-2-氧乙基)咪唑離子液體，然后以這兩種離子液體為單體，在催化劑SnCl₂作用下通過熔融縮聚的方法，合成新型主鏈含咪唑的離子液體聚合物聚離子液體。

其具體合成包括以下工藝步驟：

①氯化1，3-二(2-羥基乙基)咪唑離子液體——[hhIm]⁺Cl^-的合成

將咪唑與2-氯乙醇以1∶2～1∶2.2的摩爾比混合，加入總量2～2.5倍摩爾量的無水乙醇、0.05～0.07倍摩爾量的金屬鈉，在攪拌下，于-1～2℃反應7～8小時，然后升溫至10～60℃，反應40～48h后，過濾得到淺黃色的液體，蒸去甲醇溶劑和未反應完的2-氯乙醇，然后于0～-2℃冷凍40～48小時，用乙酸乙酯洗滌即得。其反應方程式如下：

將氯化1，3-二(2-羥基乙基)咪唑離子液體溶于甲醇中，向其中加入氯化1，3-二(2-羥基乙基)咪唑離子液體質量8～10倍活性炭，在攪拌下放置40～48小時，過濾，將濾液蒸去部分溶劑，于0～-1℃下靜置40～48h，結晶，過濾，得到純化的氯化1，3-二(2-羥基乙基)咪唑離子液體。

單體[hhim]⁺Cl^-離子液體的核磁表征如下：

¹H-NMR(400MHz，δ，ppm；溶劑為D₂O)

a1(δ＝7.4-7.5H1)b1(δ＝6.79-6.93H4)c1(δ＝3.87H4)d1(δ＝3.59H4)e1(δ＝4.6H1)

其中a1、b1、c1、d1、e1分別表示所標注H的位置。

單體離子[hhim]⁺Cl^-的紅外光譜數據如下：

3107.89cm^-1為咪唑環上c-H振動吸收峰，2947.58cm^-1?2845cm^-1為咪唑環上亞甲基上的c-H振動吸收峰，1573.80cm^-1為咪唑環上c＝H振動吸收峰，3313.77cm^-1為-OH的振動吸收峰。

②氯化1，3-二(2-甲氧基-2-氧乙基)咪唑離子液體——[eeIm]⁺Cl^-的合成