[發明專利]一種新型的含過氧鈮酸根陰離子的離子液體及其制備方法

在審

• 申請號: 201610126540.3
• 申請日: 2016-03-07
• 公開（公告）號: CN105693616A
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發明（設計）人: 侯震山;陳晨;謝寅正
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: C07D233/58
• 分類號: C07D233/58;C07C209/00;C07C211/63;B01J31/02
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技術領域

本發明涉及一種新型的含過氧鈮酸根陰離子的離子液體及其制備方法。

背景技術

室溫離子液體（簡稱離子液體）是由陰陽離子構成，在室溫或接近室溫下呈液態的 物質，是一類新型的綠色介質/材料，具有一些獨特的性質，如較低的熔點、可調節的Lewis 酸度、良好的導電性、較寬的電化學窗口、可以忽略的蒸氣壓、較寬的使用溫度及特殊的溶 解性等，且與傳統的有機溶劑相比有更高的穩定性，更低的毒性，所以是當今綠色化學化工 的國際前沿和研究熱點，也慢慢的從基礎研究轉向工業應用。離子液體的種類很多，主要可 以分為AlCl₃型、非AlCl₃型和功能化離子液體類型：(1)AlCl₃型：80年代初發現了鹵化鋁 鹽型的酸性離子液體，因其具有良好的應用途徑，既可作溶劑又可作為酸性催化劑，所以離 子液體開始被慢慢重視起來。但其熱穩定性和化學穩定性較差，且對水敏感，所以利用起來 十分不便；(2)非AlCl₃型：此類離子液體由烷基咪唑類，季銨鹽類等陽離子和BF₄^-、PF₆^-、 OTf₂^-、CF₃SO₃^-、NTf₂^-等負離子組合即可以得到一系列性質各異的離子液體。這些離子液體 往往對水和大氣穩定，便于使用。但這些離子液體因其性質穩定，所以在催化反應中往往活 性較低。(3)功能化離子液體型(TSILs)：由于離子液體的諸多性質，如熔點、黏度、密度以 及溶解能力都能通過改變離子液體的結構而得到調整，因此，可以將功能團引入到離子液 體的陽離子或陰離子上，這些功能團賦予了離子液體一些特有的特性。功能化離子液體的 設計不僅大大豐富了離子液體的種類，且使它擁有了更廣泛的應用前景，不但可以作為特 殊溶劑使用，如若將陰離子或者陽離子連接上一些具有催化活性的官能團，也可將離子液 體擴展到催化領域。

目前，因為陽離子改性的離子液體可以一步合成，操作簡單方便，所以大多數的功能化 離子液體的研究集中在陽離子上，然而，在陽離子被功能化以后，離子液體往往出現熔點以 及黏度增加的現象，這對化學過程以及太陽能染料電池的應用是不利的。相反，研究發現將 陰離子進行功能化以后，某些離子液體的黏度不升高，反而有下降的趨勢，所以在功能化離 子液體研究領域，目前廣泛認為陰離子是影響離子液體性質的一個決定性因素。然而陰離 子功能化的離子液體則鮮有報道，且大多數都是集中在采用已經存在的具有功能團的陰離 子，其研究相對滯后，其中的一個難點是反應往往需要多重步驟和難于發現匹配的新型的 陰離子。近年來一些研究的陰離子功能化的離子液體其陰離子是過渡金屬配合物，利用離 子液體和金屬的性質得到了活性較高的離子液體催化劑。這類研究拓展了離子液體在催化 領域的發展，賦予了離子液體新的生命。

作為在酸催化和氧化領域應用十分廣泛的鈮(Nb)元素，其在離子液體領域卻幾乎一片 空白。鮮有的報道也是含氟配位的鈮陰離子，在應用中喪失了鈮的本征特點。而過氧鈮酸根 陰離子已有成熟報道，并證明其具有一定的氧化性，但由于其穩定性低，制備繁瑣等原因， 該陰離子型的離子液體在國際國內文獻專利中均未有報道。如若能巧妙的設計一種方法將 該陰離子結合進離子液體，則可利用陰離子的性質制備出一種新型的離子液體催化劑，打 破此類離子液體的空白，這無疑具有很重要的科學意義及實用意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種新型的含過氧鈮酸根陰離子的離子液體。

本發明的另一目的在于提供上述新型的含過氧鈮酸根陰離子的離子液體的制備方法。

本發明首先合成相應的氫氧化烷基咪唑(C_nmimOH)/氫氧化季銨鹽乙醇溶液，然后制備 出相應的過氧鈮酸銨，最后進行離子交換（酸堿中和）得到離子液體。

本發明離子液體的制備過程如下：

其中：n₁=3,7,11;n₂=2,3,5;X^-=Cl^-,Br^-；

a)氫氧化鉀，乙醇，氮氣；

b)氫氧化鉀，焙燒，醋酸；

c)氨水，丙酮；