[發(fā)明專利]含砜基環(huán)的孿連雙陽離子布朗斯特酸離子液體及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911377331.6
• 申請日: 2019-12-27
• 公開（公告）號: CN113045511B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發(fā)明（設計）人: 白榮獻;顧彥龍;李明浩
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: C07D279/12
• 分類號: C07D279/12;B01J31/02
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 彭翠;李智

本發(fā)明屬于離子液體制備技術領域，更具體地，涉及一種含砜基環(huán)的孿連雙陽離子酸離子液體及其制備方法。該離子液體具有被烷基鏈隔開的兩個相同單陽離子基團和相配位的兩個陰離子。該離子液體是經(jīng)一步成環(huán)反應得到孿連雙氮雜環(huán)化合物，該反應沒有副產(chǎn)物生成，而且避免了常規(guī)雙核離子液體的制備中烷基二鹵烴類化合物和含氮環(huán)狀(雜環(huán))化合物的使用。該雙核酸離子液體具有良好的熱穩(wěn)定性和高的酸強度，是傳統(tǒng)工業(yè)液體酸催化劑的優(yōu)良替代物，具有工業(yè)應用前景。

技術領域

本發(fā)明屬于離子液體制備技術領域，更具體地，涉及一種含砜基環(huán)的孿連雙陽離子Br?nsted酸離子液體及其制備方法。

背景技術

離子液體是由陰離子和陽離子組成的一種融鹽，因其具有蒸汽壓低、熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性高、溶解能力強、極性可調(diào)等獨特性質(zhì)使其廣受關注。此外，離子液體的陰、陽離子還具有可設計性，通過對陰、陽離子的功能化修飾可使離子液體在持有其特性的基礎上，還兼具催化劑的性能。其中，酸功能化的離子液體在具有液體酸催化劑高密度反應活性位的同時，還克服了均相液體酸催化劑不易循環(huán)使用的不足，其被認為是傳統(tǒng)工業(yè)液體酸催化劑的優(yōu)良替代物（Zhang Q, Zhang S, Deng Y, Green chem., 2011,13,2619-2637;Dong K, Liu X, Dong H,Zhang X, Zhang S, Chem.Rev.2017,117,6636-6695）。

酸功能化離子液體可分為Lewis和Br?nsted酸離子液體。Lewis酸離子液體遇水易發(fā)生分解導致結構變化使其應用受到限制，因而耐水的Br?nsted酸離子液體更具工業(yè)化應用前景。如專利CN109575206A公開了一種采用吡咯類酸性離子液體作為催化劑制備酚醛樹脂的方法。與單核酸性離子液體相比，雙核酸性離子液體在兼具單核離子液體所有優(yōu)點的同時還具有更強的粘度、更好的熱穩(wěn)定性、更高酸性位密度、更寬的液體溫度范圍等特征。特別重要的是，其所具有的更高的酸性位密度使其酸性更強，而且可以降低離子液體的使用量。因此，雙核酸性離子液體的制備和應用受到科研工作者的廣泛關注。如專利CN102040559A和CN101962377A制備了一種含雙雜環(huán)結構的孿連雙陽離子酸性離子并應用于催化甘油縮甲醛的合成，但是該離子液體結構中雙雜環(huán)要么含有價格昂貴的咪唑環(huán)，要么制備過程不綠色，伴有三廢產(chǎn)生。

雙核離子液體制備過程一般是利用含氮環(huán)狀（雜環(huán)）化合物和烷基二鹵化合物反應得到雙核離子液體的前體，最后再成鹽、酸化后得到Br?nsted酸雙核離子液體（CN103880677 A，CN105132187 A）。但是，含氮環(huán)狀（雜環(huán)）化合物要預先合成，而其合成一般要經(jīng)過比較復雜的過程才能得到，同時烷基二鹵化合物的使用會帶來含鹵廢物，導致環(huán)境污染問題。

有機反應大多需在溶劑介質(zhì)中進行，其中極性非質(zhì)子溶劑，如DMF，CH₃NO₂，DMSO等因其獨特的溶解性能被廣泛使用于有機和藥物合成反應中，但是該類不易替代的溶劑的大量使用會帶來嚴重的環(huán)境污染問題。基于綠色化學的角度考慮，需要尋找上述有毒、有害極性非質(zhì)子溶劑的替代物。環(huán)丁砜及其衍生物因具有低毒和上述極性非質(zhì)子溶劑相似的極性被認為是DMF，CH₃NO₂，DMSO等溶劑的理想替代物（Tilstam U.Org. Process Res. Dev.,2012, 16: 1273-1278）。