[發(fā)明專利]提純兩性離子液體前驅(qū)體的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711100314.9
• 申請日: 2017-11-09
• 公開（公告）號: CN107721932A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何丹農(nóng);鄧潔;童琴;代衛(wèi)國;趙昆峰;金彩虹
• 申請（專利權(quán)）人: 上海納米技術(shù)及應(yīng)用國家工程研究中心有限公司
• 主分類號: C07D233/60
• 分類號: C07D233/60
• 代理公司: 上海東亞專利商標(biāo)代理有限公司31208
• 代理人: 董梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種提純兩性離子液體前驅(qū)體的方法，特別是涉及一種兩性離子液體前驅(qū)體結(jié)晶提純方法。

背景技術(shù)

離子液體是低熔點鹽，通常由有機陽離子和無機/有機陰離子組成。離子液體的物理化學(xué)性質(zhì)可通過改變陰陽離子或?qū)﹃庩栯x子進(jìn)行修飾調(diào)控，到目前為止，已經(jīng)有上千種離子液體被開發(fā)出來，根據(jù)預(yù)測，離子液體可開發(fā)的數(shù)目可以達(dá)到 10億種，所以離子液體也被稱為是“可設(shè)計溶劑”，具有十分巨大的發(fā)展前景。隨著“綠色化學(xué)”的崛起，化工生產(chǎn)過程引起的環(huán)境污染問題一定程度上得到了緩解，離子液體的應(yīng)用將創(chuàng)造一個更清潔更可持續(xù)發(fā)展的綠色化學(xué)。通過設(shè)計酸功能化的離子液體用于酸催化反應(yīng)，可替代硫酸、鹽酸等傳統(tǒng)酸作催化劑。酸性離子液體在此情況下應(yīng)運而生，其獨特的性質(zhì)使它在反應(yīng)中既可以作為催化劑，又可以充當(dāng)溶劑。目前，酸性離子液體已被應(yīng)用到酯化、聚合、烷基化、?；?、醇新型磺酸功能化離子液體的合成及在纖維素水解中的應(yīng)用醛縮合、頻哪醇重排及貝克曼重排等各種有機反應(yīng)中，均表現(xiàn)出了較高的催化活性、選擇性和循環(huán)使用性。隨著對離子液體應(yīng)用的深入研究，對高純離子的需求不斷增加。

目前純化離子液體的方法主要有原料提純法和離子液體高溫低壓蒸餾法。原料提純法是在合成離子液體前，將所用原料進(jìn)行進(jìn)一步的提純，通常采用回流蒸餾方法提純有機物，升華的方法提純金屬鹽，原料提純法可以顯著提高合成離子液體的純度，但是在反應(yīng)后殘留的未反應(yīng)物仍然存在。高溫低壓蒸餾法是在高溫加熱及低壓下，使揮發(fā)性雜質(zhì)通過擴散的方式從離子液體中揮發(fā)出來，從而提純離子液體，這種方法也存在很多缺點：一方面由于離子液體黏度較大，揮發(fā)性雜質(zhì)擴散過程比較緩慢，因此純化過程需要消耗大量的能量和時間；另一方面這種方法并不能完全除去離子液體中的雜質(zhì)，離子液體中存在的某些低聚物或在高壓低溫蒸餾過程中熱穩(wěn)定性差的離子液體熱分解產(chǎn)生的低聚物或碳化物不能有效除去。專利200580041987.0公開了一種采用結(jié)晶法提純離子液體的方法，直接將離子液體熔體部分結(jié)晶分離后提純離子液體，能耗較低，但提純濃度最高只能大95-99.9%?？梢?，傳統(tǒng)的提純方法在提純離子液體過程中仍存在許多缺陷，導(dǎo)致了這些方法無法進(jìn)一步提高離子液體的純度。而殘留在離子液體中的雜質(zhì)，如未反應(yīng)原料及低聚物等，對于離子液體的應(yīng)用及研究會產(chǎn)生不良影響。

因此，進(jìn)一步提高離子液體的純度已成為離子液體應(yīng)用及研究過程中刻不容緩要解決的首要問題。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明目的在于：提供一種提純兩性離子液體前驅(qū)體的方法。

具體的技術(shù)方案如下：

一種提純兩性離子液體前驅(qū)體的方法，將粗兩性離子液體前驅(qū)體加入溶解有一定量酸的親核性溶劑攪拌溶解，靜置一段時間，析出兩性離子液體前驅(qū)體晶體；通過緩慢傾倒除去上層溶液后，加有機溶劑清洗多次，烘干，即得到提純后的兩性離子液體前驅(qū)體。

本發(fā)明方法可以高效地脫除在前驅(qū)體合成過程中未反應(yīng)的原料、原料中的不純物及反應(yīng)過程中生成的低聚物等雜質(zhì)，極大地降低了獲得高純離子液體的成本和時間。

在上述方案基礎(chǔ)上，所述兩性離子液體前驅(qū)體通式為；其中Y⁺為咪唑類、季胺類、吡啶類雜環(huán)化合物陽離子；n為0或正整數(shù)；

所述兩性離子液體前驅(qū)體為：、、、、，中R¹，R²，R³，R⁴，R⁵，R⁶，R⁷，R⁸，R⁹，R¹⁰，R¹¹，R¹²，R¹³，R¹⁴為取代或未取代的鹵代基、烷基；優(yōu)選地，烷基為C1—C12烷基，可被基團F，Cl，OH，NO₂，NH₂基團部分或完全取代，相同或不同。

所述酸為：硫酸、三氟甲磺酸；用量為粗兩性離子液體前驅(qū)體0.9~1.3倍摩爾當(dāng)量。

所述親核性溶劑為甲醇、乙醇、乙二醇、異丙醇、二甲亞砜；用量為1~4（mL/g粗離子液體前驅(qū)體）。

所述靜置時間為2~10 h。

所述洗滌兩性離子液體前驅(qū)體的有機溶劑為低沸點有機溶劑：乙醚、乙酸乙酯。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點：