[發明專利]一種脂肪酸根類離子液體的制備方法

有效

• 申請號: 201110179407.1
• 申請日: 2011-06-30
• 公開（公告）號: CN102276439A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發明（設計）人: 劉振;王鍵吉;許愛榮;郝靜靜;陳競一;常慶輝;余亮
• 申請（專利權）人: 河南科技大學
• 主分類號: C07C51/41
• 分類號: C07C51/41;C07C53/06;C07C53/10;C07C55/07;C07C53/122;C07C53/124;C07D233/58
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 劉建芳;黃偉

技術領域

本發明屬于離子液體合成領域，特別涉及一種脂肪酸根類離子液體的制備方法。

背景技術

離子液體一般由有機陽離子和無機陰離子組成，是近十多年來在綠色化學的框架下發展起來的一類新的介質和功能材料。由于其具有幾乎可以忽略的蒸汽壓、很高的熱穩定性、不燃燒、易回收、結構和性質可調變等優良性能，離子液體已被成功地應用于有機合成、催化化學、電化學以及材料科學等領域。脂肪酸根類離子液體是被研究較多的一類離子液體，特別是其中的1-丁基-3-甲基咪唑乙酸鹽、1-乙基-3-甲基咪唑乙酸鹽、1-丁基-3-甲基咪唑甲酸鹽等可溶解纖維素，對于木質素纖維原料的利用具有重要意義。

目前脂肪酸根類離子液體的合成主要有以下幾種方法：1）離子液體氯化鹽與乙酸鉀在乙醇溶劑中反應，所得產物冷卻除去不溶的固體氯化鉀，然后減壓在50℃下蒸發除去溶劑得到離子液體乙酸鹽；2）將離子液體溴化鹽水溶液與乙酸銀等摩爾混合，反應后過濾除去溴化銀沉淀，將得到的產品在60℃真空干燥后除去水后得到離子液體乙酸鹽；3）將離子液體鹵化鹽水溶液以適當的流速，從上到下流經裝有IRA?400-OH型強堿陰離子交換樹脂的層析柱，得到氫氧根型離子液體水溶液。然后再將其與等摩爾的脂肪酸進行中和反應，于70℃旋蒸后，得到脂肪酸根離子液體。這三種方法中，第三種方法比前兩種通用性強、過程簡單，所得產品雜質少。但市面上出售的強堿型陰離子交換樹脂通常為氯型，氫氧根型不穩定且價格昂貴。此外，樹脂上的氫氧根被Cl^-、Br^-等交換過再生困難，不能重復利用，間接增加了生產成本。

發明內容

本發明的目的在于提供一種脂肪酸根類離子液體的制備方法，以克服目前制備方法或通用性差或成本高的缺陷。

本發明采用的技術方案如下：

一種脂肪酸根類離子液體的制備方法，先用碳酸氫鹽的水溶液處理氯型陰離子交換樹脂至樹脂中的Cl^-完全被交換出來，之后用離子液體鹵化鹽流經處理后的陰離子交換樹脂獲得碳酸氫根離子液體，碳酸氫根離子液體再與脂肪酸中和并除去溶劑后即得所述的脂肪酸根類離子液體。

脂肪酸根類離子液體的陽離子并無特別要求，如可為咪唑類、吡啶類、吡咯啉類、季銨鹽類、季磷鹽類或嗎啉類結構，所述的陰離子為脂肪酸根。

碳酸氫鹽的水溶液濃度為0.2-2?mol/L。

離子液體鹵化鹽流經處理后的陰離子交換樹脂時，流速為0.05-0.25?m/h。

脂肪酸為甲酸、乙酸、乙二酸、丙酸、異丙酸或丁酸。

碳酸氫鹽為碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、碳酸氫鈣或碳酸氫鋰。

本發明采用的原料是碳酸氫鹽、離子液體鹵化鹽、脂肪酸和價格低廉氯型陰離子交換樹脂。首先用碳酸氫根鹽溶液沖洗（或浸泡）氯型陰離子交換樹脂，直至樹脂上Cl^-完全被HCO₃^-交換，具體可用硝酸銀溶液來檢測流出（或浸泡）液是否有沉淀來判斷。之后將離子液體鹵化鹽的水溶液，以適當的流速從上到下流經裝前面處理過的陰離子交換樹脂的層析柱，便得到碳酸氫根離子液體水溶液。經碳酸氫根離子液體與等摩爾脂肪酸混合進行中和反應除去溶劑獲得脂肪酸根離子液體，由于反應過程中有二氧化碳放出，因此很容易判斷反應終點。反應結束后，可具體經過旋轉蒸發除去溶劑以便得到脂肪酸根離子液體。陰離子交換樹脂可重新用碳酸氫根鹽溶液沖洗（或浸泡）循環使用。

本發明相對于現有技術，有以下優點：

（1）成本低，陰離子交換樹脂價格低廉；（2）純度高，可以得到氯含量低的脂肪酸離子液體；（3）對環境無公害、無污染；(4)交換樹脂再生周期短，置換率高，可多次反復使用。綜上，本發明過程簡單、生產成本低、通用性強。

附圖說明

圖1為本發明實施例1獲得的離子液體的¹H?NMR圖譜。

具體實施方式

???以下以具體實施例來說明本發明的技術方案，但本發明的保護范圍不限于此：