[發明專利]包含含氮陽離子的離子液體

無效

• 申請號: 201110186594.6
• 申請日: 2005-04-07
• 公開（公告）號: CN102344379A
• 公開（公告）日: 2012-02-08
• 發明（設計）人: A·J·沃爾克
• 申請（專利權）人: 約克大學
• 主分類號: C07C215/40
• 分類號: C07C215/40;C07C213/08;C07C59/06;C07C51/41;C07C311/48;C07C303/40;B01J31/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 林毅斌

本申請是以下申請的分案申請：申請日：2005年4月7日；申請號：200580018219.3(PCT/GB2005/001364)；發明名稱：“包含含氮陽離子的離子液體”。

技術領域

本發明涉及離子液體及其用途。本發明還提供了制備離子液體的方法。

背景技術

離子液體為由離子組成的化合物，但其熔點低于室溫。可通過電荷離域、非對稱(desymmetrised)的離子適當地組合形成離子液體。可降低所得到的鹽的有序度并且可將熔點降至所得到的鹽在室溫下為液體。在確定所得到的鹽的熔點方面，離子上電荷的離域作用也是一個重要的因素。離子液體具有許多引人注目的性能，包括蒸汽壓小且溶劑化能力強，使得離子液體為多種應用中常規溶劑感興趣的選擇對象。

離子液體可由陰離子和陽離子組成，或者由在同一分子上同時帶有正電荷和負電荷的兩性離子組成。最常見的離子液體包含陰離子和陽離子。

現有技術包括由季氮-或磷-基陽離子組成的液體，例如基于選自以下的核：季銨陽離子、吡咯烷陽離子、咪唑烷陽離子、三唑陽離子、吡啶陽離子、噠嗪陽離子、嘧啶陽離子、吡嗪陽離子和三嗪陽離子。這些類型的離子液體往往非常粘稠，可能有害且強烈吸收UV和可見光。此外，這些離子液體的制備涉及許多化學和層析步驟，使得過程耗時、昂貴且低效。

Anderson等在J.Am.Chem.Soc.124：14247-14254(2002)中公開了用于某些化學應用的由伯或叔銨基的陽離子組成的離子液體。

發明內容

本發明者提供了其他離子液體。

本發明提供了一種包含陰離子和陽離子的離子液體，其中所述陽離子為包含帶電荷的氮原子的伯、仲或叔銨離子。

本文使用的“伯銨離子”為有1個碳原子與氮相連的銨離子。

本文使用的“仲銨離子”為有2個碳原子與氮相連的銨離子。

本文使用的“叔銨離子”為有3個碳原子與氮相連的銨離子。

本發明的另一方面提供了一種包含陰離子和陽離子的離子液體，其特征在于所述陽離子為式(I)的含氮陽離子：

N⁺HRR′R″(I)

其中R為任選被一個或多個選自以下的取代基取代的烴基：含氮官能團(包括腈基、硝基或氨基或另外的堿性含氮官能團)、巰基、烷硫基、磺酰基、硫氰酸根、異硫氰酸根、疊氮基、肼基、鹵素、任選被一個或多個醚鍵或硫醚鍵間隔的烷基、烷氧基、烯基、羥基、羰基(包括醛或酮)、羧基、硼酸根、甲硅烷基和取代的氨基(例如單烷基氨基、二烷基氨基或烷基酰氨基)；和

R′和R″可相同或不同，各自表示H或R；

或者R、R′和R″中的任意兩個或三個可與N連接在一起形成環狀基團。

具體實施方式

本文中術語“離子液體”包括(但不局限于)由離子組成的化合物，且于化合物穩定的溫度下為液體，所述離子液體的熔點可低于100℃，例如低于25℃，任選低于20℃。所述離子液體的沸點可至少為200℃。所述離子液體的沸點可高于500℃，或甚至高于1000℃。

本發明的離子液體可完全由離子組成，在干燥狀態下，于上述溫度下為液體。這種離子液體通常包含少于1％的水，優選少于1000ppm質量的水，更優選還少于100ppm質量的水。

在本發明一個優選的方面，離子液體定義為由陽離子和陰離子組成，且水含量小于100ppm的化合物。還優選所述離子液體的熔點為30℃或更低，且粘度小于500厘泊。

就本發明的目的而言，烴基包括(但不局限于)烷基、烯基、炔基、環烴基(例如環烷基、環烯基)以及包含其組合的部分。

本文使用的“烷基”涉及例如具有1-12個碳原子(例如1、2、3、4、5、6、7、8個碳原子)的直鏈和支鏈烷基，包括(但不局限于)甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、仲丁基、異丁基、叔丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基。術語烷基還包括環烷基，包括(但不局限于)環丙基、環丁基、環戊基或環己基。

所述烷基可被一個或多個鹵原子取代。在一類化合物中，鹵素為氟，在另一類化合物中，鹵素為氯，在第三類化合物中，鹵素為氟和氯的組合。

“烷氧基”涉及例如具有1-12個碳原子(例如1、2、3、4、5、6、7、8個碳原子)的包含一個或多個氧原子或羥基的直鏈和支鏈烷基。