[發(fā)明專利]一種離子液體及制備技術(shù)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910252353.X
• 申請日: 2009-11-28
• 公開（公告）號: CN101723928A
• 公開（公告）日: 2010-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 景歡旺;宋瑩瑩
• 申請（專利權(quán)）人: 蘭州大學(xué)
• 主分類號: C07D313/00
• 分類號: C07D313/00;C07D207/16;C07D233/64;C07C229/26;C07C229/36;C07C229/34;C07C227/04;C07C229/22;C07C323/58;C07C229/08;C07C229/24;C07C319/22;C07
• 代理公司: 蘭州振華專利代理有限責(zé)任公司 62102
• 代理人: 張晉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一類離子液體和其制備方法，以及本發(fā)明中的部分離子液體的應(yīng)用。

背景技術(shù)

離子液體由帶正電的離子和帶負(fù)電的離子組成，現(xiàn)在多指在低于100攝氏度時呈液體狀態(tài)的熔鹽。在離子液體里沒有電中性的分子，100％是陰離子和陽離子，在負(fù)100攝氏度至200攝氏度之間均呈液體狀態(tài)，具有良好的熱穩(wěn)定性(分解溫度達(dá)300攝氏度)和導(dǎo)電性，在很大程度上允許動力學(xué)控制；對大多數(shù)無機(jī)物、有機(jī)物和高分子材料來說，離子液體是一種優(yōu)良的溶劑；表現(xiàn)出酸性及超強(qiáng)酸性質(zhì)，使得它不僅可以作為溶劑使用，而且還可以作為某些反應(yīng)的催化劑使用，這些催化活性的溶劑避免了額外的可能有毒的催化劑或可能產(chǎn)生大量廢棄物的缺點；離子液體一般不會成為蒸汽(非揮發(fā)性或“零”蒸汽壓)，所以在化學(xué)實驗過程中不會產(chǎn)生對大氣造成污染的有害氣體，這是離子液體被認(rèn)為是綠色溶劑的重要依據(jù)；價格相對便宜，多數(shù)離子液體對水具有穩(wěn)定性，容易在水相中制備得到；離子液體還具有優(yōu)良的可設(shè)計性，可以通過分子設(shè)計獲得特殊功能的離子液體。總之，離子液體的無味、無惡臭、無污染、不易燃、易與產(chǎn)物分離、易回收、可反復(fù)多次循環(huán)使用、使用方便等優(yōu)點，是傳統(tǒng)揮發(fā)性溶劑的理想替代品，它有效地避免了傳統(tǒng)有機(jī)溶劑的使用所造成嚴(yán)重的環(huán)境、健康、安全以及設(shè)備腐蝕等問題，為名副其實的、環(huán)境友好的綠色溶劑。適合于當(dāng)前所倡導(dǎo)的清潔技術(shù)和可持續(xù)發(fā)展的要求，已經(jīng)越來越被人們廣泛認(rèn)可和接受。此外，離子液體還具有以下優(yōu)點：強(qiáng)的靜電場(這是區(qū)別于分子型介質(zhì)與材料的重要特征)；寬的電化學(xué)窗口(可達(dá)5V-7V)，這意味著在如此寬的范圍內(nèi)，離子液體可以不發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，即降解，這是通常的電解液所不具備的特性；良好的離子導(dǎo)電(25ms/cm)和導(dǎo)熱性，高熱容及熱能存儲密度。

離子液體已經(jīng)在諸如聚合反應(yīng)、選擇性烷基化和胺化反應(yīng)、酰基化反應(yīng)、酯化反應(yīng)、化學(xué)鍵的重排反應(yīng)、室溫和常壓下的催化加氫反應(yīng)、烯烴的環(huán)氧化反應(yīng)、電化學(xué)合成、支鏈脂肪酸的制備等方面得到應(yīng)用，并顯示出反應(yīng)速率快、轉(zhuǎn)化率高、反應(yīng)的選擇性高、催化體系可循環(huán)重復(fù)使用等優(yōu)點。此外，離子液體在溶劑萃取、物質(zhì)的分離和純化、廢舊高分子化合物的回收、燃料電池和太陽能電池、工業(yè)廢氣中二氧化碳的提取、地質(zhì)樣品的溶解、核燃料和核廢料的分離與處理等方面也顯示出潛在的應(yīng)用前景。

中國發(fā)明專利申請95191587.8公開一種可用作許多種烴類轉(zhuǎn)化反應(yīng)中，例如烷基化反應(yīng)、齊聚反應(yīng)、異構(gòu)化反應(yīng)和聚合反應(yīng)中的催化劑的離子液體的制備方法，該方法包括：將在離子液體中所需陽離子的鉛鹽溶液與在所述離子液體中所需陽離子的鹵化物溶液反應(yīng)，然后分離由此產(chǎn)生的鹵化鉛沉淀以留下所需離子液體的溶液。

中國發(fā)明02111687.3公開L-氨基酸硫酸鹽型手性離子液體及其制備方法是將L-氨基酸配成水溶液與濃度為98％的硫酸充分反應(yīng)得氨基酸硫酸鹽型手性離子液體。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了由冠醚構(gòu)成的一類離子液體，以及這類離子液體的制備方法，同時給出幾種由冠醚構(gòu)成的離子液在有機(jī)合成中的幾個應(yīng)用。特別需要說明的是由本發(fā)明所制備的冠醚離子液體可以是手性和非手性的氨基酸冠醚離子液體，也可以是由有機(jī)酸或鹽或堿構(gòu)成的冠醚離子液體，或簡單無機(jī)鹽構(gòu)成的冠醚離子液體，而且本發(fā)明所得到的冠醚離子液體大多數(shù)為室溫冠醚離子液體。

本發(fā)明的離子液體是由冠醚與鹽構(gòu)成。

更具體講，本發(fā)明的離子液體是由18冠6和苯并18冠6和二苯并18冠6和15冠5和苯并15冠5與氨基酸鹽構(gòu)成；其制備方法是取氨基酸、冠醚和氫氧化鉀或氫氧化鈉，按氨基酸∶堿∶冠醚的摩爾比＝1～1.2∶1∶0.8～1的比例將其溶于適量水中，在常溫下攪拌12小時，除去其中的水，用乙醇提純，除去乙醇，再經(jīng)干燥處理，得到純凈的透明離子液體。

本發(fā)明所述的離子液體也可以是由18冠6和苯并18冠6和二苯并18冠6和15冠5和苯并15冠5與有機(jī)酸鹽構(gòu)成；其制備方法是取有機(jī)酸、冠醚和氫氧化鉀或氫氧化鈉，按有機(jī)酸∶堿∶冠醚的摩爾比＝n∶1∶1的比例將其溶于適量水中，其中n為有機(jī)酸中羧基的個數(shù)，在常溫下攪拌12小時，除去其中的水并干燥處理，得到純凈的透明離子液體。

本發(fā)明的離子液體也可以是由18冠6和苯并18冠6和二苯并18冠6和15冠5和苯并15冠5和12冠4與氨基酸/有機(jī)酸/無機(jī)酸的鉀鹽或鈉鹽或鋰鹽構(gòu)成；其制備方法是取冠醚和鉀鹽或鈉鹽或鋰鹽，按鹽∶冠醚的摩爾比＝1∶1的比例將其溶于適量水中，在常溫下攪拌12小時，除去其中的水并干燥，得到純凈的透明離子液體。