[發(fā)明專利]一種有機(jī)膦功能化的季銨鹽類離子液體及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210121853.1
• 申請日: 2012-04-24
• 公開（公告）號: CN103374032A
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱濤峰;梁洪澤;藏漫路;程順風(fēng);黃飛隆;李詠梅
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波大學(xué)
• 主分類號: C07F9/53
• 分類號: C07F9/53;C07F9/40;C07F9/32
• 代理公司: 寧波誠源專利事務(wù)所有限公司 33102
• 代理人: 袁忠衛(wèi)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種季銨鹽類離子液體及其制備方法，具體是一種有機(jī)膦功能化的季銨鹽類離子液體及其制備方法。

背景技術(shù)

離子液體是一種在低溫下(＜100℃)呈液態(tài)的鹽。這種在低溫下能保持液態(tài)的鹽與傳統(tǒng)的有機(jī)溶劑不同，它具有諸多優(yōu)良性質(zhì)：蒸汽壓低、不揮發(fā)、無毒、不易燃易爆、不易氧化、具有較高的熱穩(wěn)定性、與多種有機(jī)溶劑相溶等。近十年來離子液體廣泛應(yīng)用于有機(jī)合成、電化學(xué)、化工分離及高分子材料制備等方面的研究和開發(fā)。

離子液體的研究是個(gè)相對較新的研究領(lǐng)域。目前，離子液體制備多采用傳統(tǒng)加熱的方法。用傳統(tǒng)加熱的方法合成離子液體往往需要十幾個(gè)小時(shí)，甚至幾十個(gè)小時(shí)的反應(yīng)時(shí)間，還有反應(yīng)物間過量的摩爾比。較長的反應(yīng)時(shí)間不但耗時(shí)，同時(shí)容易產(chǎn)生過多的副產(chǎn)物給分離和純化帶來很大困難，而且過量的摩爾比也給產(chǎn)物的分離和提純帶來很大的難度，同時(shí)也增加了成本。

2003年Nikolaos?Tsoureas等人報(bào)道了類似離子液體的常規(guī)合成方法[Nikolaos?Tsoureas，Andreas??A.Danopoulos，et??al.(Diphenylphosphino)alkyl-Functionalized?Nucleophilic?Carbene?Comolexes?ofPalladium.Organometallics?2003，22，4750-4758]。他們采用傳統(tǒng)加熱方法反應(yīng)一周得到相應(yīng)的離子液體，反應(yīng)時(shí)間過長，能耗高。采用微波方法合成離子液體縮短反應(yīng)時(shí)間，現(xiàn)也有報(bào)道。例如，專利號(申請?zhí)?為201110219519.5的中國發(fā)明專利公開了微波輻射加熱合成季銨鹽離子液體的方法，縮短了反應(yīng)時(shí)間；專利號(申請?zhí)?為200910218249.9的中國發(fā)明專利公開了一種微波條件下制備咪唑類離子液體的方法及其工藝，也縮短了反應(yīng)時(shí)間。但是對有機(jī)膦功能化的季銨鹽類離子液體的合成卻未有報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的第一個(gè)技術(shù)問題是提供一種新型的有機(jī)膦功能化的季銨鹽類離子液體，可應(yīng)用于有機(jī)合成、電化學(xué)、化工分離及高分子材料制備等方面的研究。

本發(fā)明所要解決的第二個(gè)技術(shù)問題是提供一種有機(jī)膦功能化的季銨鹽類離子液體的制備方法，采用微波加熱進(jìn)行合成，具有簡單、高效、經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，與傳統(tǒng)方法相比可以大大提高反應(yīng)速率和產(chǎn)物產(chǎn)率。

本發(fā)明解決上述第一個(gè)技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種有機(jī)膦功能化的季銨鹽類離子液體，其特征在于所述季銨鹽類離子液體具有以下的分子結(jié)構(gòu)：

其中，n為2、3、4、5或6；R₁為苯基或乙氧基；R₂為苯基或乙氧基；R₃為乙基、丙基、丁基或戊基。

本發(fā)明解決上述第二個(gè)技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種有機(jī)膦功能化的季銨鹽類離子液體的制備方法，其特征在于步驟為：將三乙胺、三丙胺、三丁胺或三戊胺與溴代烷基二苯基氧化膦或溴代烷基乙氧基苯基氧化膦按摩爾比為1∶1～1.2混合，加入有機(jī)溶劑，放置于微波反應(yīng)裝置中，在微波功率為350W～500W，反應(yīng)溫度為80℃～110℃，反應(yīng)時(shí)間為60min～150min的條件下攪拌反應(yīng)，得到粗產(chǎn)物，除去未反應(yīng)原料，得到所述季銨鹽類離子液體。

作為優(yōu)選，所述有機(jī)溶劑為甲苯或二甲苯。

作為改進(jìn)，所述粗產(chǎn)物采用甲苯或二甲苯洗滌四至五次以除去未反應(yīng)的原料，然后75～85℃真空干燥2～4h，得到所述季銨鹽類離子液體。

優(yōu)選，所述三乙胺、三丙胺、三丁胺或三戊胺與溴代烷基二苯基氧化膦或溴代烷基乙氧基苯基氧化膦的摩爾比為1∶1～1.1。

再優(yōu)選，所述微波功率為400W～480W，反應(yīng)溫度為90℃～110℃，反應(yīng)時(shí)間為80min～120min。

最后，所述微波功率優(yōu)選為400W，反應(yīng)溫度優(yōu)選為90℃，反應(yīng)時(shí)間優(yōu)選為80min。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：提供了一種新型的有機(jī)膦功能化的季銨鹽類離子液體，因?yàn)槭呛徐⑺狨セ蛄柞；倌軋F(tuán)的化合物，可作為阻燃劑，增塑劑，稀土離子萃取劑等。將膦酸酯或磷酰基官能團(tuán)鍵合到離子液體上，獲得的功能化離子液體兼具有膦酸酯和離子液體的特性，在高分子領(lǐng)域，稀土分離領(lǐng)域和鋰離子電池領(lǐng)域有良好的應(yīng)用前景；同時(shí)采用微波加熱合成離子液體大大縮短了反應(yīng)時(shí)間，提高了反應(yīng)速率，并且原料利用率較高，無副產(chǎn)物，合成出的離子液體較易提純，具有高效、快速、低廉的特點(diǎn)，制備的季銨鹽類離子液體純度高，可應(yīng)用于有機(jī)合成、電化學(xué)、化工分離及高分子材料制備等方面的研究

具體實(shí)施方式