[發明專利]一種高離子液體含量的超交聯多孔聚離子液體、制備方法及應用

在審

• 申請號: 202310037499.2
• 申請日: 2023-01-10
• 公開（公告）號: CN116284524A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 王曉晨;呂洪兵;岳妍妍;孫婉婷;胡淼;劉安求;高大明;郭建華;胡坤宏;蔡威盟
• 申請（專利權）人: 合肥學院
• 主分類號: C08F126/06
• 分類號: C08F126/06;B01J31/06;B01J35/10;C07D317/36;C08J3/24;C08L39/04;C08K5/03
• 代理公司: 合肥輝達知識產權代理事務所(普通合伙) 34165
• 代理人: 汪守勇

1.一種高離子液體含量的超交聯多孔聚離子液體，其特征在于，該聚離子液體的結構式如下所示：

2.一種如權利要求1所述超交聯多孔聚離子液體的制備方法，其特征在于，首先利用N-乙烯基咪唑和1,4-對二溴芐經季銨化反應得到含溴化芐官能團的乙烯基咪唑功能化單核離子液體[VIMBBr]Br；然后，以[VIMBBr]Br作為聚合單體在有機溶劑中，完成自由基自聚合反應，得到線性聚離子液體P[VIMBBr]Br；在無水氯化鐵(FeCl₃)作用下，前驅體P[VIMBBr]Br和交聯劑發生Friedel-Crafts烷基化反應得到超交聯多孔聚離子液體；制備路線為：

式中，X＝Cl或Br。

3.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟如下：

1)含溴化芐官能團的乙烯基咪唑功能化單核離子液體[VIMBBr]Br的合成

將N-乙烯基咪唑和1,4-對二溴芐溶于有機溶劑中，進行加熱回流反應，反應結束后將所得溶液進行抽濾，以去除固體雜質，取澄清濾液并進行減壓旋蒸，得到白色粗產品，進一步用乙酸乙酯洗滌得到純品單體[VIMBBr]Br；

2)線性聚離子液體P[VIMBBr]Br的合成

將單體[VIMBBr]Br和引發劑溶于有機溶劑中，常溫攪拌后，轉入聚四氟乙烯襯里的不銹鋼高壓釜中，放入烘箱完成自由基自聚合反應，將所得淺黃色固體過濾后直接干燥，即得到線性聚離子液體P[VIMBBr]Br；

3)超交聯多孔聚離子液體的制備

將線性聚離子液體P[VIMBBr]Br靜置于1,2-二氯乙烷中充分溶脹，隨后加入催化劑無水FeCl₃和交聯劑，常溫攪拌后進行加熱回流反應，反應結束后將所得固體用甲醇進行抽濾、洗滌及索氏提取，干燥后得到的黃褐色固體即為超交聯多孔聚離子液體。

4.如權利要求2或3所述的制備方法，其特征在于，步驟1)中N-乙烯基咪唑和1,4-對二溴芐的摩爾比為1：0.5～4，反應時間為24～48h，反應溫度為50～90℃；所采用的有機溶劑為乙醇、乙腈、丙酮、四氫呋喃或苯的一種。

5.如權利要求2或3所述的制備方法，其特征在于，步驟2)中引發劑用量為單體[VIMBBr]Br質量的1～20％，發生自由基自聚合反應的溫度為60～100℃，反應時間為6～48h；所采用的引發劑為偶氮二異丁腈、偶氮二異丁酸二甲酯或異丙苯過氧化氫的一種；所采用的有機溶劑為乙醇、乙腈、四氫呋喃或丙酮的一種。

6.如權利要求2或3所述的制備方法，其特征在于，步驟3)中P[VIMBBr]Br、交聯劑以及無水FeCl₃的摩爾比為1：0.3～10：1～16，Friedel-Crafts烷基化反應時間為12～48h，反應溫度為60～120℃。

7.如權利要求2或3所述的制備方法，其特征在于，步驟3)中所采用的交聯劑為4,4'-二氯甲基聯苯或4,4'-二溴甲基聯苯的一種。

8.如權利要求1所述超交聯多孔聚離子液體在常壓低溫CO₂環加成反應中的應用，其特征在于，以環氧化合物為底物原料，該聚離子液體為多相催化劑，常壓下用連接CO₂氣球的冷凝管進行回流反應，反應結束后離心回收催化劑并重復使用。

9.如權利要求8所述的應用，其特征在于，CO₂環加成反應中環氧化合物用量為2～30mmol，催化劑用量為0.01～0.3g，反應溫度為50～130℃，反應時間為6～60h。

10.如權利要求8所述的應用，其特征在于，所述環氧化合物底物為環氧氯丙烷，氧化苯乙烯，烯丙基縮水甘油醚，苯基縮水甘油醚，1,2-環氧己烷，1,2-環氧癸烷，1,2-環氧十二烷或1,2-環氧十四烷。