[發明專利]合成與精制離子液體[E1Mim2][NTf2]的方法

無效

• 申請號: 201410031847.6
• 申請日: 2014-01-22
• 公開（公告）號: CN103804300A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 張呂鴻;孫永利;張子健;周雪松;郝麗;葛喜慧
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: C07D233/60
• 分類號: C07D233/60;C07C311/48;C07C303/40;C07C303/44
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 王麗

技術領域

本發明涉及合成與精制離子液體[E₁Mim₂][NTf₂]的方法，屬化學反應與分離技術領域。

背景技術

離子液體是指全部由離子組成的液體，如高溫條件下，呈液態的KCI、KOH就是離子液體。在室溫附近就呈液態的離子液體，也稱為室溫離子液體。

離子液體由于陰陽離子可不同組合，所以種類繁多。一般制備方法包括直接合成法和兩步法。直接法是指通過酸堿中和反應或季胺化反應等一步合成離子液體，操作經濟簡便，沒有副產物，產品易純化。但直接法難以得到目標離子液體，必須使用兩步合成法，即先合成離子液體鹵鹽，然后用相應的陰離子鹽進行陰離子交換獲得相應的離子液體。

離子液體（3,3'-（氧基雙（乙烷-2,1-二基）雙（1-甲基-1H-咪唑-3-鎓）雙（雙三氟甲基磺酰亞胺）鹽），英文名：3,3'-(oxybis(ethane-2,1-diyl))bis(1-methyl-1H-Imidazol-3-ium)][NTf2]₂簡稱[E₁Mim₂][NTf₂]。可以作為高溫潤滑劑（J.Mater.Chem.,2006（16）,1529–1535）。但文獻中生產流程長、操作復雜；添加的有機溶劑中有甲醇、乙酸乙酯和乙醚等易燃易爆或易制毒物質，對操作人員的健康和環境安全帶來威脅；另外添加的無水硫酸鎂又增加了產品成本。

本發明針對文獻中生產工藝的不足，提出了合成與精制離子液體[E₁Mim₂][NTf₂]的方法。該方法生產的產品具有純度高、收率高，并且溶劑和萃取劑均可循環利用的特點。

發明內容

為了解決現有技術的問題，本發明研究和開發了合成與精制離子液體[E₁Mim₂][NTf₂]的方法，具體技術方案如下：

一種合成與精制離子液體[E1Mim2][NTf2]的方法，其步驟如下：

（1）將二溴二乙醚的二甲基甲酰胺溶液與1-甲基咪唑的二甲基甲酰胺溶液反應，二溴二乙醚與1-甲基咪唑的摩爾比為1:（2～6），要求1-甲基咪唑是過量的；攪拌使兩者混合均勻，反應溫度在50℃～120℃，反應時間不小于12小時；反應方程式如下：

（2）反應結束后，溶劑二甲基甲酰胺通過精餾回收利用，產物為含有二甲基甲酰胺和1-甲基咪唑的中間離子液體；反應方程式如下：

（3）采用萃取將中間離子液體中的二甲基甲酰胺和1-甲基咪唑分離，萃取劑選取二氯甲烷；（4）產物中間離子液體中的二氯甲烷通過精餾去除，至此得到純凈的中間離子液體；

（5）中間產物離子液體與雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰水溶液反應，中間產物離子液體與雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰摩爾比例為1:0.5-1:3，常溫常壓，攪拌，至不再有沉淀生成；產物中的大部分水分水通過分水器除去，沉淀物通過離心機除去，少量水分通過干燥塔除去，得到目的產物[E₁Mim₂][NTf₂]（C₁₆H₂₀F₆N₆O₉S₄）。

反應方程式如下：

本發明提出了合成與精制離子液體[E₁Mim₂][NTf₂]的方法，其特點是具有工藝流程短、操作簡單的特點，流程中二甲基甲酰胺，二氯甲烷等溶劑可循環利用，降低了對人身和環境帶了的安全威脅；產率達到92.0%，純度達到99.0%以上。

具體實施方式

為了敘述清楚，本實例采用工藝條件詳細說明如下：

實例1

含有二溴二乙醚的二甲基甲酰胺溶液與含有1-甲基咪唑的二甲基甲酰胺溶液在第一反應釜中反應，二者的摩爾比控制在1:2。攪拌使兩者混合均勻，溫度應控制在60-80℃，反應時間48小時。

反應結束后，溶劑二甲基甲酰胺通過精餾塔回收利用，產物為含有少量二甲基甲酰胺和1-甲基咪唑的中間離子液體。采用萃取塔將中間離子液體中的二甲基甲酰胺和1-甲基咪唑分離，萃取劑選取二氯甲烷。產物中間離子液體中的二氯甲烷通過精餾去除，至此得到純凈的中間離子液體。