[發明專利]一種烷基咪唑羧酸鹽離子液體的制備方法

有效

• 申請號: 201110246989.0
• 申請日: 2011-08-26
• 公開（公告）號: CN102952078A
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發明（設計）人: 史軍軍;葸雷;果卉;馬秀艷
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院
• 主分類號: C07D233/58
• 分類號: C07D233/58
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 王景朝;龐立志

技術領域

本發明為一種離子液體的制備方法，具體地說，是一種制備烷基咪唑羧酸鹽離子液體的方法。

背景技術

在對環境保護和資源可持續利用倍受關注的今天，綠色化學已成為化學發展的必然趨勢。近年來，離子液體作為一種清潔溶劑和新型催化體系得到了石化企業和催化界的青睞。離子液體是指在室溫或稍高于室溫下呈液態的離子體系，一般由含氮雜環的有機陽離子和無機陰離子組成，本身具有優異的化學和熱力學穩定性。與傳統液態物質相比，離子液體具有液態不揮發、不可燃、導電性好、室溫下幾乎沒有蒸汽壓、液體狀態溫度范圍寬等優點，對許多無機鹽和有機物有良好的溶解性，可作為替代現有揮發性有機溶劑的新型綠色溶劑，在分離過程、催化反應和石油化工領域顯示出良好的應用前景。離子液體種類繁多，可以通過改變陰陽離子的組合、種類，烷基鏈長短設計出不同的離子液體，因此離子液體又稱為“可調節的液體”。

咪唑類離子液體是目前研究和應用最為廣泛的離子液體，已經在分離過程工藝、烷基化、Friedel-Crafts反應和烯烴二聚等催化過程中顯示出良好的工業應用前景。相對于其他類型的陰離子，碳原子數較少的羧酸型離子液體在常溫下具有相對較低的粘度，且不含腐蝕性或其他有毒害的元素，可以避免含鹵素等陰離子降解帶來的腐蝕或環境問題。因此生產烷基咪唑類羧酸鹽離子液體具有一定的產業意義。

烷基咪唑類離子液體的合成方法一般是以N-烷基咪唑為原料，在溶液體系或微波條件下通過季銨化反應合成烷基咪唑的鹵鹽，然后通過復分解反應引入目標陰離子制備得到目標產物。

葉天旭等在“烷基咪唑類室溫離子液體的合成及其溶解性能研究”(《現代化工》2003年第23卷增刊第117～119頁)一文中，以N-烷基咪唑、鹵代烷和氟硼酸銨為原料合成了6種不同烷基取代的離子液體，并詳細考察了這些離子液體對石油烴類和非烴組分以及具有催化活性的無機物的溶解性。

李長多等在“1，3-二烷基咪唑類離子液體的合成研究”(《化工中間體》2008年第11期第62～66頁)一文中，引入超聲波輔助，以N-甲基咪唑為原料通過N-烷基化和離子交換制備了兩種親水性和憎水性的烷基咪唑類離子液體，并研究了微波和超聲波對制備過程的影響。

CN1958576A公開了一種苯并咪唑鹽類酸性離子液體的合成方法，也是將苯并咪唑或其衍生物與一鹵代烷反應得到中間體，再與含有目標陰離子的酸反應得到目標產物。

羧酸型離子液體的合成目前也是以羧酸鹽和含有適當陽離子成分的鹵化鹽中間體進行反應來制備。

CN101108827A公開了一種制備乙酸型離子液體的方法，通過使為離子液體提供適當陽離子成分的鹵化鹽與乙酸鉀在適當的醇溶液中進行離子交換反應而制備得到乙酸型離子液體。相對于一般方法，該技術制備過程簡便，成本較低。

以上各種合成烷基咪唑類離子液體的方法都需要以N-烷基咪唑為原料，經過鹵代的中間過程和離子交換反應來制備目標產物，反應時間較長，步驟繁瑣，消耗較大，且后處理過程對離子液體的提純難度較大。

發明內容

本發明的目的是提供一種烷基咪唑羧酸鹽離子液體的制備方法，該法只需一步即可制備烷基咪唑類羧酸鹽離子液體。

本發明提供的烷基咪唑羧酸鹽離子液體的制備方法，包括將伯胺R₁NH₂、二羰基化合物一元醛R₄COH和一元羧酸銨鹽R₆COONH₃R₅或二元羧酸銨鹽在醇和水的混合溶劑存在下進行反應，反應完畢，除去溶劑和未反應原料，產物用有機溶劑洗滌得到離子液體，所述的R₁選自C₁～C₁₅的烷基或C₇～C₁₅的芳烷基，R₂和R₃分別選自氫或C₁～C₆的烷基，R₄選自氫或C₁～C₆的烷基，R₅選自C₃～C₁₀的烷基，R₆選自C₁～C₁₀的烷基或C₇～C₁₂芳烷基。