[發明專利]含酯基官能團的離子液體及其制備方法和應用

無效

• 申請號: 201310535387.6
• 申請日: 2013-10-31
• 公開（公告）號: CN103553948A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 韓鴻波;仰永軍;陳衛;劉露;樂麗華;方琪
• 申請（專利權）人: 東莞市凱欣電池材料有限公司;上海璞泰來新材料技術有限公司
• 主分類號: C07C227/18
• 分類號: C07C227/18;C07C229/12;C07C303/40;C07C311/48;C07D233/56;C07D295/15;C07F9/54;H01M10/056;H01G11/58
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 江裕強

技術領域

本發明涉及離子液體的制備方法，具體涉及含酯基官能團(-CH₂CH₂COOCH₃)的銨鹽，鏻鹽或者锍鹽離子液體化合物及其應用。

背景技術

離子液體(ionic?liquids)是由單一的陽離子和陰離子組成，熔點在100℃以下的離子化合物，也稱為低溫熔融鹽。離子液體的發展經歷了幾個比較重要的階段，1914年Walden合成報道了第一個離子液體硝酸乙銨[EtNH₃][NO₃](Bull.Acad.Imper.Sci.,1914,405)，但是未能引起關注。隨后Hurley在電解沉積金屬Al的過程中(J.Electrochem.Soc.,1951,98,207)，以及Osteryoung在研究有機電化學時發現了“吡啶氯鋁酸”型的離子液體(US.NTIS,AD?Rep.,1976,AD～A031082)，并做了系統的研究工作，從而為離子液體在有機合成、電化學、催化等領域的應用奠定了基礎(Chem.Rev.,2008,108,2238)，但是由于氯鋁酸型離子液體自身對水汽極為敏感，在制備和應用上受到極大的限制，因此相關的研究依然進展緩慢。直到1992年Wilkes把“鹵鋁酸根”換為“四氟硼酸根”(BF₄^-)陰離子，制備出了對水和空氣穩定的1-乙基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸離子液體(EMI[BF₄])(Chem.Commun.,1992,965)。1996年Bonhote等首次報道含[N(SO₂CF₃)₂]^-(TFSI^-)的咪唑鎓離子液體(Inorg.Chem.,1996,35,1168)，此后離子液體不論在基礎理論，還是應用研究都進入了一個飛速發展的時期。

離子液體種類繁多，在結構上靈活多變，具有較強的可設計性。常見的陽離子包括咪唑鎓陽離子、吡啶陽離子、季銨陽離子、吡咯烷陽離子、哌啶陽離子、季鏻陽離子和锍陽離子等。與有機電解液體系相比，離子液體電解液具有顯著的優點：液程范圍寬、熱分解溫度高、化學與電化學穩定性好、低蒸氣壓、阻燃、熱容量大和易回收等，可以有效提高鋰(離子)電池的安全性(J.Power?Sources,2009,192,606)。但是，當離子液體的陽離子不含極性官能團時，在離子液體中鋰鹽的溶解性比較差，電導率和鋰離子遷移數都較低，不利于鋰離子電池的倍率性能。

發明內容

本發明的目的在于提供一種含酯基官能團的咪唑鎓、銨鹽、鏻鹽或锍鹽的鹵化物的制備方法，以及由它們所組成的離子液體。

本發明提供的離子液體用通式C^＋[A]^－表示，其中含酯基官能團C^＋陽離子的結構式如下所示：

上述結構式中R₁，R₂，R₃和R₄相同或者不相同，且至少有一個取代基為–CH₂CH₂COOCH₃；當所述R₁，R₂，R₃或R₄不為–CH₂CH₂COOCH₃時，其結構為–C_nH_2n+1，n=1～10；通式中[A]^-陰離子為BF₄^-，PF₆^-，CF₃SO₃^-，TFSI^-，FSI^-，BOB^-或DFOB^-。

本發明的另一個目的在于提供上述離子液體的制備方法，其方法如下：