[發(fā)明專利]1-取代基-3-甲基咪唑醋酸鹽型離子液體的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310336001.9
• 申請(qǐng)日: 2013-08-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103420915A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 侯海云;王海明;賈科玲;趙小英;康茹茹;袁霈
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安工程大學(xué)
• 主分類號(hào): C07D233/58
• 分類號(hào): C07D233/58
• 代理公司: 西安弘理專利事務(wù)所 61214
• 代理人: 羅笛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于咪唑類離子液體制備方法技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種1-取代基-3-甲基咪唑醋酸鹽型離子液體的制備方法。

背景技術(shù)

咪唑型離子液體是由咪唑陽(yáng)離子和無(wú)機(jī)酸（或有機(jī)酸）的陰離子構(gòu)成的室溫熔融鹽，也是離子液體領(lǐng)域研究的最多的一類，被廣泛應(yīng)用于電化學(xué)、催化反應(yīng)、能源、環(huán)境、材料制備、醫(yī)藥及纖維素的溶解再生領(lǐng)域，并展現(xiàn)了誘人的應(yīng)用前景。如：1-烯丙基-3-甲基咪唑氯鹽（[amim]Cl）和1-乙基-3-甲基咪唑醋酸鹽([emim]Ac)已被證實(shí)是纖維素的直接溶劑，有望作為綠色可再生的纖維素溶劑而替代傳統(tǒng)的高污染纖維素溶劑。

除了應(yīng)用方面的探索，科技工作者在咪唑類離子液體的合成方法和制備工藝方面也做了大量的研究。咪唑類離子液體的制備方法常規(guī)上分為一步法和兩步法。其中，一步法制得的離子液體中，陰離子一般是鹵素離子或硫酸酯陰離子；二步法主要是在一步法的基礎(chǔ)上，采用合適的溶劑或工藝進(jìn)行陰離子交換，用非鹵素陰離子替代鹵素陰離子，得到目標(biāo)產(chǎn)物。

隨著應(yīng)用探索的發(fā)展，制備非鹵素型離子液體的需要愈來(lái)愈必要，制備方法的開(kāi)發(fā)也愈來(lái)愈向造價(jià)低、工藝簡(jiǎn)單、節(jié)能環(huán)保的方面進(jìn)行。以[emim]Ac為例，最早是以N-甲基咪唑與溴乙烷反應(yīng)制得1-乙基-3-甲基咪唑溴鹽（[emim]Br），然后[emim]Br在水-甲醇溶劑體系中與醋酸銀（AgAc）反應(yīng)制得[emim]Ac。雖然該方法制備出的[emim]Ac純度很高，但由于有銀鹽參與致使制備成本過(guò)高；在此方法的基礎(chǔ)上，為降低制備成本，發(fā)展了用醋酸鈉（NaAc）或醋酸鉀（KAc）代替AgAc，以丙酮（或甲醇、乙醇）為溶劑的制備方法，但存在固液兩相反應(yīng)產(chǎn)率太低，純度不高；還有以醋酸鉛（PbAc）代替AgAc，以乙醇為溶劑制備的方法，雖然該方法的產(chǎn)率和純度較使用鈉鹽或鉀鹽的高，但由于含有難以分離的鉛鹽而未能廣泛應(yīng)用。

還有一種以酸性離子液體前驅(qū)體與碳酸二酯反應(yīng)制備咪唑性離子液體的方法，制備出的離子液體中不含其它金屬陽(yáng)離子，相對(duì)于離子交換法，得到的目標(biāo)離子液體純度很高；該方法涉及的陰離子為氯離子、溴離子、碘離子、硝酸根離子、醋酸根離子、草酸根離子、硫酸根離子、硫酸氫根離子、氟硼酸根離子、磷酸根離子、磷酸氫根、磷酸二氫根離子中的一種，反應(yīng)需要在反應(yīng)釜中進(jìn)行，反應(yīng)控制溫度120℃～200℃。專利號(hào)為ZL200910041805.X，專利名稱為：一種咪唑型離子液體的制備方法，公開(kāi)了以取代咪唑和碳酸酯反應(yīng)制得咪唑碳酸酯鹽，再將咪唑碳酸酯鹽與對(duì)應(yīng)的無(wú)機(jī)或有機(jī)酸進(jìn)行陰離子交換制得目標(biāo)離子液體，其涉及的陰離子為：F^-、Cl^-、Br^-、I^-、或Rf為碳原子數(shù)l～6的氟代烷基，該制備方法需要使用溶劑，如：四氫呋喃，還需要相轉(zhuǎn)移催化劑及反應(yīng)釜，反應(yīng)溫度為100℃～150℃，溫度過(guò)高會(huì)使目標(biāo)離子液體的顏色變深，有機(jī)雜質(zhì)含量增加，而催化劑或相轉(zhuǎn)移催化劑的引入也會(huì)使目標(biāo)產(chǎn)物中存在相應(yīng)的雜質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種1-取代基-3-甲基咪唑醋酸鹽型離子液體的制備方法，無(wú)需額外溶劑、催化劑及反應(yīng)釜就能夠在常壓低溫條件下制備出1-取代基-3-甲基咪唑醋酸鹽型離子液體。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，1-取代基-3-甲基咪唑醋酸鹽型離子液體的制備方法，具體按照以下步驟實(shí)施：

步驟1、分別稱取1-取代基咪唑、碳酸二甲酯及冰醋酸；

步驟2、將步驟1中稱取的1-取代基咪唑與碳酸二甲酯加入離子液體制備裝置內(nèi)，經(jīng)反應(yīng)得到1-取代基-3-甲基咪唑碳酸甲酯鹽；

步驟3、將步驟1中稱取的冰醋酸加入三口燒瓶中，冰醋酸與經(jīng)步驟2得到的1-取代基-3-甲基咪唑碳酸甲酯鹽反應(yīng)，得到1-取代基-3-甲基咪唑醋酸鹽型離子液體；

步驟4、將經(jīng)步驟3制備出的1-取代基-3-甲基咪唑醋酸鹽型離子液體用高真空蒸餾裝置進(jìn)行純化，得到純化后的1-取代基-3-甲基咪唑醋酸鹽型離子液體。

本發(fā)明的特點(diǎn)還在于，

步驟1具體按照以下方法實(shí)施：

按物質(zhì)的量比為1：1～1.1：1～1.1分別稱取1-取代基咪唑、碳酸二甲酯及冰醋酸。

步驟2具體按照以下方法實(shí)施：

步驟2.1、將步驟1中稱取的1-取代基咪唑倒入三口燒瓶?jī)?nèi)；

步驟2.2、將恒壓漏斗、冷凝管及溫度計(jì)分別連接到三口燒瓶的三個(gè)瓶口上，連接好離子液體制備裝置；