[發(fā)明專利]氯化1-乙烯基-3-羧甲基咪唑可聚合酸性離子液體及合成方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310182555.8
• 申請日: 2013-05-16
• 公開（公告）號: CN103265492A
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡小玲;管萍;錢立偉
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C07D233/64
• 分類號: C07D233/64
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心 61204
• 代理人: 王鮮凱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種氯化1-乙烯基-3-羧甲基咪唑可聚合酸性離子液體及合成方法，屬于功能材料及其制備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

離子液體是由有機陽離子與無機陰離子或無機陽離子與有機陰離子組成的，在100℃下呈液態(tài)的熔融鹽。與常用的分子液體相比，離子液體幾乎無蒸汽壓、不可燃、具有較高離子密度和離子導(dǎo)電性，對無機物和有機物都有較好的溶解能力。由于陰、陽離子的可調(diào)性，可以通過改變離子液體中陰、陽離子的結(jié)構(gòu)，得到所需性質(zhì)的離子液體。因此，離子液體近些年來在分離化學(xué)、電化學(xué)、有機化學(xué)、甚至高分子化學(xué)中都有普遍應(yīng)用。

作為離子液體的一個重要分支，功能化離子液體既具有離子液體的結(jié)構(gòu)特征，又具有官能團(tuán)所賦予的化學(xué)性質(zhì)，因此成為研究者關(guān)注的重點。在離子液體中引入酸性基團(tuán)，通過調(diào)節(jié)陽離子上烷基鏈長度調(diào)節(jié)酸性，得到酸性可調(diào)離子液體。這種離子液體具有良好的催化性質(zhì)，與傳統(tǒng)的催化劑相比，其優(yōu)勢在于具有高密度反應(yīng)活性、且酸性可調(diào)、易與產(chǎn)物分離，并可循環(huán)使用，在催化及石油化工領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。童聲等人[童聲,范杰平,肖竹蕓等,化工學(xué)報.,2011,62(S2):155-159]在乙腈體系中，以1-乙烯基咪唑和2-溴乙酸為原料，合成了溴化1-乙烯基-3-羧甲基咪唑酸性離子液體，得到的酸性離子液體具有酸性，雙鍵的存在可以使離子液體參與聚合反應(yīng)使其固定化，因而擴大了酸性離子液體的應(yīng)用領(lǐng)域。然而1-乙烯基咪唑類酸性離子液體的合成中，由于反應(yīng)單體如2-溴乙酸，在某些有機溶劑如乙腈中的溶解度較低，導(dǎo)致反應(yīng)產(chǎn)率不高。同時反應(yīng)過程和干燥過程分別是在60℃和70℃下的較高溫度進(jìn)行，酸性基團(tuán)的存在也易促使乙烯基的雙鍵發(fā)生聚合反應(yīng)，因而在體系中引入聚合物雜質(zhì)，不易除去。這些問題已影響到該類離子液體的合成與應(yīng)用。因此，可聚合酸性離子液體種類的合成方法的改進(jìn)十分重要。

發(fā)明內(nèi)容

要解決的技術(shù)問題

為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提出一種氯化1-乙烯基-3-羧甲基咪唑可聚合酸性離子液體及合成方法，通過選擇新的反應(yīng)溶劑和較低的反應(yīng)溫度，可獲得高產(chǎn)率、高純度的氯化1-乙烯基-3-羧甲基咪唑可聚合酸性離子液體。

技術(shù)方案

一種氯化1-乙烯基羧甲基咪唑可聚合酸性離子液體，其特征在于結(jié)構(gòu)特征為：

一種制備所述氯化1-乙烯基羧甲基咪唑可聚合酸性離子液體的合成方法，其特征在于步驟如下：

步驟1：將2-氯乙酸溶解到乙酸乙酯中，并在50℃下充分?jǐn)嚢?0min，得到含2-氯乙酸的澄清乙酸乙酯溶液；所述2-氯乙酸與乙酸乙酯的質(zhì)量比例為1∶3～8；

步驟2：向步驟1的乙酸乙酯溶液中加入阻聚劑苯酚，加入量為1-乙烯基咪唑質(zhì)量的1%；

步驟3：向步驟2的乙酸乙酯溶液中加入1-乙烯基咪唑，在45～50℃下，反應(yīng)18～48h，過濾，得到白色沉淀，所述1-乙烯基咪唑與2-氯乙酸的摩爾比為1∶1～1∶2.5；

步驟4：將步驟3的白色沉淀用乙酸乙酯洗滌3次，在50℃下真空干燥3h，得到白色粉末的氯化1-乙烯基-3-羧甲基咪唑可聚合酸性離子液體。

有益效果

本發(fā)明提出的一種氯化1-乙烯基-3-羧甲基咪唑可聚合酸性離子液體及合成方法，以1-乙烯基咪唑和2-氯乙酸為原料，乙酸乙酯為溶劑，以苯酚為阻聚劑，在45～50℃下反應(yīng)合成氯化1-乙烯基-3-羧甲基咪唑離子液體，該離子液體具有酸性，雙鍵的存在可以使離子液體參與聚合反應(yīng)，并使其固定化。由于該離子液體具有酸性和可聚合的特點，因而稱其為可聚合酸性離子液體。本合成方法簡單，產(chǎn)品純度高，易于工業(yè)化。本方法合成的氯化1-乙烯基-3-羧甲基咪唑可聚合酸性離子液體豐富了功能離子液體的種類，可廣泛應(yīng)用于分離、催化及材料科學(xué)等領(lǐng)域。

本發(fā)明的有益效果：

氯化1-乙烯基-3-羧甲基咪唑可聚合酸性離子液體的合成豐富了可聚合酸性離子液體的種類，該合成方法提高了離子液體的產(chǎn)率和純度，并且這種離子液體具有酸性，雙鍵的存在可以使離子液體參與聚合反應(yīng)，可廣泛應(yīng)用于分離、催化及材料科學(xué)等領(lǐng)域。

具體實施方式

現(xiàn)結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述：

實施例1：