[發(fā)明專利]一種室溫離子液體的純化方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310283482.1
• 申請日: 2013-06-30
• 公開（公告）號: CN103351345A
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發(fā)明（設計）人: 方東;姜晨寧;戴兢陶;焦昌梅
• 申請（專利權）人: 鹽城師范學院
• 主分類號: C07D233/58
• 分類號: C07D233/58
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一技術領域

本發(fā)明涉及一種室溫離子液體的純化方法，即適用于以N-甲基咪唑、鹵代烴、氟硼酸鹽為原料，合成由1，3-二烴基咪唑陽離子和四氟硼酸根陰離子組成的不含有色雜質的室溫離子液體的場合。

二背景技術

室溫離子液體是指在室溫范圍內(一般為100℃下)呈現(xiàn)液態(tài)的完全由離子構成的物質體系。一般由有機陽離子和無機陰離子、有機陰離子組成，其性能主要由組成的陽離子和陰離子共同決定，可以采用分子設計，對其進行調整。離子液體具有很多獨特的理化性能，經測定，許多咪唑陽離子構成的離子液體的熱分解溫度高達400℃。由于離子液體的熔點一般低于100℃，因此其穩(wěn)定的液態(tài)范圍可達300～400℃，這是普通溶劑無法比擬的。與傳統(tǒng)的有機溶劑不同，由于離子液體內部的庫侖引力較大，相當于水的10倍，其蒸汽壓幾乎察覺不到。早在研究太陽能電池電解液時就已經知道了離子液體具有較寬的電化學窗口，由咪唑氯化物/AlCl₃組成的離子液體的電化學窗口可達到4V，有的電化學窗口甚至可達5～6V，在新能源、電化學等領域，如鋰離子電池電解液、固體電解質等方面具有廣闊的應用前景。

1，3-二烴基咪唑四氟硼酸類離子液體是目前研究較早的經典室溫離子液體，其合成方法通常是分兩步進行：(1)以N-烷基咪唑和鹵代烷為起始原料，在丙酮、甲苯、乙睛、三氯乙烷或過量的鹵代烷等溶劑中，制得1，3-二烷基咪唑鹵化銨，(2)將制得的鹵化銨和四氟硼酸鹽在乙睛、丙酮、三氯乙烷等有機溶劑或水中進行反應得到室溫離子液體。為了避免有機溶劑對環(huán)境的污染，Namboodiri和Varma先后研究了用微波技術促進的非溶劑法合成1，3-二烷基鹵化銨和1，3-二烷基四氟硼酸鹽室溫離子液體的方法(Chem.Commun.2001，643-644，Tetrahedron?Lett.2002，43，5381-5383)，然而，微波法的反應條件不易控制，而且這種方法要求特殊設備，不利于大規(guī)模工業(yè)化推廣應用。我們課題組公開了了連續(xù)法合成方法ZL200610039741.6，和一步合成方法ZL200610039524.7。上述方法得到的咪唑氟硼酸類離子液體呈接近無色或微黃色液體，可以替代一些有毒有害的有機溶劑作環(huán)境友好的反應介質或溶劑，但在對純度要求較高的電化學、分析化學等領域，如鋰離子電池電解液、色譜分析等方面應用受到限制。

三發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種高效方便、有利于大規(guī)模工業(yè)化生產的室溫離子液體的純化方法。

實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術解決方案為：一種室溫離子液體的純化方法，在常壓下將N-甲基咪唑與鹵代烴、氟硼酸鹽一起混合攪拌反應，得到室溫離子液體加入丙酮攪拌后速凍，抽濾得到白色晶體，升溫，靜止后抽濾得到無色室溫離子液體。

本發(fā)明一種室溫離子液體的純化方法的鹵代烴為含氯、溴的直鏈烴基或支鏈烴基，該鹵代烴的碳原子數為1～6。

本發(fā)明一種室溫離子液體的純化方法的含氟鹽中，陽離子為：Na⁺、K⁺和NH₄⁺中的一種；陰離子為氟硼酸根。

本發(fā)明一種室溫離子液體的純化方法的攪拌反應的溫度為70～120℃。

本發(fā)明一種室溫離子液體的純化方法的N-甲基咪唑∶鹵代烴∶氟硼酸鹽的摩爾質量比＝1～2∶1～3∶1。

本發(fā)明一種室溫離子液體的純化方法的速凍溫度為-10～-5℃。

本發(fā)明一種室溫離子液體的純化方法的升溫溫度為25～60℃。

本發(fā)明一種室溫離子液體的純化方法的靜止時間為1～24h。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，其顯著優(yōu)點為：(1)得到無色的咪唑氟硼酸類離子液體，能夠滿足對純度要求較高的電化學、分析化學等領域；(2)純化操作簡便高效、收率高，是一種高效、環(huán)境友好的純化室溫離子液體的方法，有利于大規(guī)模工業(yè)化生產。

四附圖說明

附圖是本發(fā)明一種室溫離子液體的純化方法的流程圖。

五具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。

結合附圖，本發(fā)明一種室溫離子液體的純化方法，離子液體的合成部分采用本課題組已公開的ZL200610039524.7一步合成方法，沒有任何反應介質，即在常壓下將N-甲基咪唑與鹵代烷、氟硼酸鹽一起混合攪拌反應，反應溫度為70～120℃，直接合成得到室溫離子液體，得到室溫離子液體加入丙酮在-10～-5℃下攪拌后速凍，抽濾得到白色晶體，升溫，在25～60℃下靜置1～24h后抽濾得到無色室溫離子液體。