[發明專利]一種含酚羥基的碘化咪唑離子液體及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202111545963.6
• 申請日: 2021-12-16
• 公開（公告）號: CN114195719A
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 王軍;周瑜;董書;郭增靜;馬龍
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: C07D233/60
• 分類號: C07D233/60;B01J31/02;C07D317/36;C07D317/46
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理有限公司 11363
• 代理人: 逯長明;許偉群

本發明公開了一種含酚羥基的碘化咪唑離子液體及其制備方法和應用，制備方法包括以下步驟：將咪唑基苯酚溶解在有機溶劑中，在室溫下加入碘代烷烴，加熱進行反應，得到含有化合物I的反應液；對含有化合物I的反應液進行旋蒸以除去有機溶劑，用乙酸乙酯進行洗滌，得到化合物I粗品固體；將化合物I粗品固體在真空烘箱中進行干燥，得到含酚羥基的碘化咪唑離子液體。本發明還公開了一種含酚羥基的碘化咪唑離子液體用于催化二氧化碳環加成反應的用途。本發明公開的離子液體不僅實現了常溫常壓高效轉化環氧化合物，并且催化效果好、轉化效率高，是一種極有前景的有機催化劑。

技術領域

本發明涉及有機合成領域，具體涉及一種含酚羥基的碘化咪唑離子液體及其制備方法和應用。

背景技術

CO₂是一種廉價，無毒且豐富的C1原料，將CO₂轉化為商品化學品是緩解環境和資源問題的關鍵，有利于緩解溫室效應，CO₂和環氧化合物經過環加成反應制備環狀碳酸酯的工藝路線,為固定和利用CO₂提供了一條有效途徑。環狀碳酸酯不僅是一種性能優良的高沸點、高極性的有機溶劑,而且在藥物和精細化學品的合成中有著廣泛應用,也是合成綠色化工產品碳酸二甲酯的關鍵中間體，有很高的市場前景。但CO₂是一種熱力學惰性分子，它的成功轉化依賴于催化劑的使用和高能量的共反應物的引入，以解決動力學問題。

對于環加成反應，催化劑的高催化活性來源為親核鹵化物(具有高親核性和良好的離去能力)和路易斯酸或氫鍵供體(HBD)的協同作用。離子液體(ILs)作為一類由陰陽離子組成的先進的有機催化劑，不僅具有這種可設計性，同時兼具低蒸汽壓、溶解性好、穩定性高等優點。將ILs用于環加成反應，可以根據需要定向設計ILs的陰離子和陽離子，為了實現高催化活性，催化劑必須滿足兩個條件：首先，陰離子具有良好的親核能力和良好的離去能力；其次，陽離子提供強烈的HBD以活化環氧化合物和穩定中間體。

公開號為US2004/0026666的專利申請公布了結構為的取代咪唑鹽，其中R₁和R₃是相同的或者不相同，選自包括10個碳原子，優選接近6個碳原子的手性或者非手性烷基基團，4～10個碳原子的手性或者非手性的環烷基基團，6～10個碳原子的手性或者非手性的烷基基團，以及一個手性活性和非手性的三(C₁～C₁₀)烷基甲硅烷基基團。X^-代表陰離子。所提供的這種離子液體用于需要催化的有機反應的溶劑以及包含這種離子液體和一種過渡金屬化合物的組合物。

目前對于環加成反應，尤其是無金屬體系，如何開發更快速、更有效的離子液體作為催化劑來提高反應速率，是需要解決的技術問題。

發明內容

為了解決背景技術中存在的問題，本發明提供了一種新型的含酚羥基的碘化咪唑離子液體，這種離子液體的制備方法，以及這種離子液體的用途。

一方面，本發明提供了一種含酚羥基的碘化咪唑離子液體，結構式如下：

式中：R₁選自苯酚基，R₂選自C1～C16烷基。

優選地，R₁的結構為

優選地，R₂為選自C1～C16的直鏈烷基，可以是甲基、乙基、正丁基、正辛基或正十六烷基。

進一步地，R₂為選自C4～C8的直鏈烷基，可以是正丁基或正辛基。

進一步地，具體的結構式為：

另一方面，本發明還提供一種制備含酚羥基的碘化咪唑離子液體的方法，反應式如下：