[發明專利]一種高密度離子液體及其制備方法

無效

• 申請號: 200910053429.6
• 申請日: 2009-06-19
• 公開（公告）號: CN101591296A
• 公開（公告）日: 2009-12-02
• 發明（設計）人: 肖吉昌;張成潘;張忠;邵偉;嚴沖;強震衛
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海有機化學研究所
• 主分類號: C07D233/56
• 分類號: C07D233/56;C07C311/09;C07C311/24;C10M105/72
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司
• 代理人: 鄔震中

技術領域

本發明涉及一種以多氟烷基磺酰亞胺為陰離子、N-取代咪唑為陽離子的高密度離子液體及其制備方法?

背景技術

離子液體是由有機陽離子和無機或有機陰離子構成的、在室溫下或室溫附近呈液體狀態的有機鹽類[Chem.Biotechnol.1997，2，351]。它從傳統的高溫熔鹽演變而來，但與常規的離子化合物有著很大的不同。離子液體的結構具有很大的可設計性，可以通過修飾或改變陰陽離子的結構或種類來調節離子液體的物理化學性能，以滿足特定應用的需要[J.AIChE.J.2001，47，11，2384；Coord.Chem.Rev.2004，248，2459；Nature，1999，399，6731，28]。?

陰離子的類型會在很大的程度上影響離子液體的熔點、熱穩定性、密度和粘度等性能。目前已知的離子液體中，能同時滿足密度大、熱穩定性好、凝固點低等要求的離子液體數量是非常少的(J.Org.Chem.2004，63，6511)。有的離子液體雖然能滿足密度大的要求，但是它們要么在室溫下呈固態，要么對水敏感，要么毒性和腐蝕性強(J.Phys.Chem.1998，102，8858)，因此無法滿足一些特殊環境下的應用。密度大、熱穩定性好、凝固點低、粘度高的液體是非常好的浮選劑和陀螺儀潤滑劑。傳統的氟烷基鹵代烷或氟烷基鹵代苯盡管也可以達到很高的密度，但是在室溫下呈固體(US3668262，US3651155，US4307259，US4740640，US4808760，US4835304，US5177252，US5248432)仍不能滿足特殊環境下的應用，并且它們的結構不易修飾。?

基于此，我們從離子液體出發，篩選了一系列結構新穎的陰離子，合成了以多氟烷基磺酰亞胺為陰離子的離子液體，并研究了它們的物理性質。我們發現，這些離子液體不僅密度大、熱穩定性好、凝固點低，而且粘度高，因此具有很好的應用價值。?

發明內容

本發明要解決的問題是提供一種高密度離子液體，?

本發明的目的還提供一種以多氟烷基磺酰亞胺鹽和N-取代咪唑鹽為原料，通過陰離子交換，合成高密度離子液體的方法。?

本發明所述的離子液體是由多氟烷基磺酰亞胺陰離子和N-取代咪唑陽離子組成的，所述的多氟烷基磺酰亞胺陰離子和N-取代咪唑陽離子的摩爾比為1∶1。這類離子液體不僅熔點低，分解溫度高，而且密度可以達到2g/ml以上。?

所述的高密度的離子液體可以為?所述的Y為H、F、Cl或I；m為1～6的自然整數；n為1或2；Z為H、Cl、Br或I；k的取值為1～6的自然整數，所述的R為C₁～C₄的烷基和芐基，R_f為C₁～C₄的全氟烷基溴；推薦R為CH₃、CH₃CH₂、n-C₃H₇或n-C₄H₉；推薦R_f為CF₂Br或CF₂CF₂Br；X為Cl、Br或I。。?

所述的多氟烷基磺酰亞胺鹽是由多氟烷基磺酰亞胺與堿或無機鹽作用制備的。所述的多氟烷基磺酰亞胺鹽可經分離純化或不經分離純化，直接與N-取代咪唑鹽反應，即可制備高密度離子液體。所述的多氟烷基磺酰亞胺鹽與N-取代咪唑鹽的摩爾比為1∶0.5～5。?