專(zhuān)利名稱(chēng)：一種季銨類(lèi)離子液體的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化學(xué)合 成領(lǐng)域，涉及一種季銨類(lèi)離子液體的制備方法。
背景技術(shù)：
離子液體是一類(lèi)“可設(shè)計(jì)”的液態(tài)功能材料。它們具有液態(tài)溫度范圍寬。蒸汽壓低、不易揮發(fā)、密度大、對(duì)某些有機(jī)物、無(wú)機(jī)物具有良好的溶解能力、電化學(xué)窗口寬、溶解能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。在傳統(tǒng)工業(yè)中，季銨鹽具有一定的表面活性、生物活性和抗微生物活性，作為金屬萃取劑，相轉(zhuǎn)移催化劑，表面活性劑和抗靜電劑而廣泛應(yīng)用。與吡啶和咪唑類(lèi)離子液體相比，以季銨鹽為陽(yáng)離子的離子液體具有更高的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，獨(dú)特的溶解能力和溶劑性質(zhì)，部分離子液體已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化并廣泛應(yīng)用于相轉(zhuǎn)移催化劑，溶劑，潤(rùn)滑劑，氣體捕集劑，包覆材料和化學(xué)探測(cè)劑。[Bradaric et al. , 2003 ；ffeng et al. , 2006 ；Pernak etal. , 2006 ；Yuan et al. , 2007 ；Fraser & MacFarlane, 2009 ；fferner et al. ,2010].季銨鹽類(lèi)離子液體的制備一般采用以下方法[R' PR3].[Xr+MA — [R' PR3I +[A] >MX[R' NR3] + [Xr+HA+M0H — [R' NR3]+ [A] >MX+H20例如Mikkloa等[J. P. Mikkola, et al.，Green Chem. ,2006,8,250]以甲基三辛基氯化銨為陽(yáng)離子，相應(yīng)的鈉鹽或銨鹽為陰離子，通過(guò)復(fù)分解反應(yīng)得到了一系列疏水性離子液體；Robertson 等[Robertson, A. L. Seddon, K. R. 2002. WO 02/079212 Al]應(yīng)用十四烷基三己基氯化磷與二(2,4,4三甲基戍基)膦酸(商品名為CyphosIL104)通過(guò)陰離子交換法制得雙季勝鹽離子液體。Cassol 等[Cassol C. C. et al. ,Adv. Synth. Catal. ,2006,348,243.]應(yīng)用N-烷基咪唑和烷基硫酸酯反應(yīng)制備出了烷基咪唑烷基硫酸鹽，并通過(guò)離子交換反應(yīng)生成多種相應(yīng)的疏水性離子液體。目前，上述方法制備的離子液體主要為咪唑類(lèi)、吡啶類(lèi)、季銨類(lèi)和季膦類(lèi)離子液體，但是基于季銨鹽陽(yáng)離子和有機(jī)膦酸或有機(jī)羧酸陰離子的雙功能性離子液體的制備方法報(bào)道還很少，且工藝復(fù)雜，如專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮镃N200910217922. 7的一種季胺類(lèi)雙功能化離子液體的制備方法，該工藝首先將季銨鹽與醇鈉反應(yīng)，再水解，生成相應(yīng)的季胺類(lèi)氫氧化物，進(jìn)一步與有機(jī)膦酸反應(yīng)，生成相應(yīng)的雙功能性離子液體，該制備方法可以獲得純度很高的產(chǎn)物，但是工藝復(fù)雜，反應(yīng)周期長(zhǎng)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有季胺類(lèi)離子液體的制備方法工藝復(fù)雜、反應(yīng)周期長(zhǎng)的缺陷，而提供一種季銨類(lèi)離子液體的制備方法。一種季銨類(lèi)離子液體的制備方法，包括如下步驟步驟一將季銨鹽與堿的醇溶液反應(yīng)，得到澄清液體R1R2R3R4N+OF ;所述的堿的醇溶液中的堿與季銨鹽的摩爾比為I 4 I，所述的季銨鹽的化學(xué)式是R1R2R3R4N+Cr,陽(yáng)離子是甲基辛集銨離子，陰離子是氯離子，其中R1為甲基，R2, R3，R4為辛基；步驟二 將步驟一得到的澄清液體R1R2R3R4N+OF與HA反應(yīng)，得到季銨類(lèi)離子液體；所述的R1R2R3R4N+OF與HA的摩爾比為I : 0. 8，所述的HA為含有膦酸類(lèi)或羧酸類(lèi)陰離子的化合物。步驟一所述的反應(yīng)時(shí)間為1-3小時(shí)。步驟一所述的堿為氫氧化鋰、氫氧化鉀或氫氧化鈉。步驟一所述的醇為乙醇或異丙醇。步驟一所述的堿的醇溶液中，堿的質(zhì)量與醇的體積比為Ig 5 20ml。步驟二所述的反應(yīng)時(shí)間為1-3小時(shí)。 步驟二所述的HA為2-乙基己基膦酸單(2-乙基己基)酯(P507)，二(2-乙基己基)磷酸(P204)、二-(2，4，4_三甲基戊基)膦酸(Cyanex272)、仲辛基苯氧基乙酸(CA-12)、仲壬基苯氧基乙酸(CA-100)。有益效果本發(fā)明一種季銨類(lèi)離子液體的制備方法，是將季銨鹽與堿溶液反應(yīng)發(fā)生陰離子交換反應(yīng)生成季銨堿，再與相應(yīng)的膦酸類(lèi)或羧酸類(lèi)陰離子發(fā)生酸堿中和反應(yīng)生成季銨類(lèi)離子液體。本發(fā)明通過(guò)兩步復(fù)分解反應(yīng)即可合成季銨類(lèi)離子液體，制備過(guò)程簡(jiǎn)單，時(shí)間短，能耗低，反應(yīng)條件溫和，在常溫、常壓下就可以完成；產(chǎn)物轉(zhuǎn)化率高，易純化，離子交換法制備的R1R2R3R4N+OF產(chǎn)率很高，過(guò)濾即可將副產(chǎn)物沉淀完全除去，酸堿中和法過(guò)程反應(yīng)速度快，產(chǎn)率高；溶劑醇可以通過(guò)蒸餾萃取等方法進(jìn)行循環(huán)利用，該類(lèi)離子液體制備方法適用范圍廣泛，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有更簡(jiǎn)潔的制備步驟，可規(guī)模化生產(chǎn)。


圖I為本發(fā)明實(shí)施例I [C25H54N] [C16H34POO]的核磁譜圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例2 [C25H54N] [C16H34O2POO]的核磁譜圖。
具體實(shí)施例方式一種季銨類(lèi)離子液體的制備方法，包括如下步驟I、將堿MOH溶于醇溶液中，得到堿的醇溶液，所述的堿的質(zhì)量與醇的體積比為Ig 5 20ml，將氯化季銨鹽滴加入上述堿的醇溶液中，所述的醇溶液中的堿與氯化季銨鹽的摩爾比為I 4 1，在室溫反應(yīng)1-3個(gè)小時(shí)，產(chǎn)物經(jīng)過(guò)濾，濾除沉淀，得澄清液體R1R2R3R4N+OH-;所述的季銨鹽的化學(xué)式是R1R2R3R4N+Cr,陽(yáng)離子是甲基辛集銨離子，陰離子是氯離子，其中R1為甲基，R2，R3，R4為辛基；所述的堿為為氫氧化鋰、氫氧化鉀或氫氧化鈉，醇為乙醇或異丙醇；2、將步驟一得到的澄清液體R1R2R3R4N+OH-與HA在室溫?cái)嚢?_3小時(shí)，所述的R1R2R3R4N+OF與HA的摩爾比為I : 0. 8，取上層離子液體有機(jī)相，用去離子水洗3次，然后減壓蒸餾除回收溶劑醇(乙醇或異丙醇)，產(chǎn)物真空干燥得到季銨類(lèi)離子液體；所述的HA為含有膦酸類(lèi)或羧酸類(lèi)陰離子的化合物，為2-乙基己基膦酸單(2-乙基己基)酯(P507)，二(2-乙基己基)磷酸( 204)、二-(2，4，4-三甲基戊基)膦酸(Cyanex272)、仲辛基苯氧基乙酸(CA-12)、仲壬基苯氧基乙酸(CA-100)。一種季銨類(lèi)離子液體的合成路線(xiàn)如下，式中(I)為步驟一得到的澄清液體R1R2R3R4N+OH, (2)為最終產(chǎn)物季銨類(lèi)離子液體。
權(quán)利要求
1.一種季銨類(lèi)離子液體的制備方法，其特征在于，包括如下步驟 步驟ー將季銨鹽與堿的醇溶液反應(yīng)，得到澄清液體R1R2R3R4N+OH-;所述的堿的醇溶液中的堿與季銨鹽的摩爾比為I 4 I，所述的季銨鹽的化學(xué)式是R1R2R3R4N+Cr,陽(yáng)離子是甲基辛集銨離子，陰離子是氯離子，其中R1為甲基，R2, R3，R4為辛基； 步驟ニ 將步驟一得到的澄清液體R1R2R3R4N+OH-與HA反應(yīng)，得到季銨類(lèi)離子液體；所述的R1R2R3R4N+OF與HA的摩爾比為I : 0. 8，所述的HA為含有膦酸類(lèi)或羧酸類(lèi)陰離子的化合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種季銨類(lèi)離子液體的制備方法，其特征在于，步驟一所述的反應(yīng)時(shí)間為1-3小吋。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種季銨類(lèi)離子液體的制備方法，其特征在于，步驟一所述的堿為氫氧化鋰、氫氧化鉀或氫氧化鈉。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種季銨類(lèi)離子液體的制備方法，其特征在于，步驟一所述的醇為こ醇或異丙醇。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種季銨類(lèi)離子液體的制備方法，其特征在于，步驟一所述的堿的醇溶液中，堿的質(zhì)量與醇的體積比為Ig 5 20ml。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種季銨類(lèi)離子液體的制備方法，其特征在于，步驟ニ所述的反應(yīng)時(shí)間為1-3小吋。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種季銨類(lèi)離子液體的制備方法，其特征在于，步驟ニ所述的HA為2-こ基己基膦酸單(2-こ基己基)酷，ニ(2-こ基己基)磷酸、ニ-(2，4，4_三甲基戊基)膦酸、仲辛基苯氧基こ酸、仲壬基苯氧基こ酸。
全文摘要
一種季銨類(lèi)離子液體的制備方法，屬于化學(xué)合成領(lǐng)域。解決現(xiàn)有季胺類(lèi)離子液體的制備方法工藝復(fù)雜、反應(yīng)周期長(zhǎng)的問(wèn)題。該方法是將季銨鹽與堿溶液反應(yīng)發(fā)生陰離子交換反應(yīng)生成季銨堿，再與相應(yīng)的膦酸類(lèi)或羧酸類(lèi)陰離子發(fā)生酸堿中和反應(yīng)生成季銨類(lèi)離子液體。該方法制備過(guò)程簡(jiǎn)單，時(shí)間短，產(chǎn)物轉(zhuǎn)化率高，易純化，溶劑醇可以通過(guò)蒸餾萃取等方法進(jìn)行循環(huán)利用，該類(lèi)離子液體制備方法適用范圍廣泛，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有更簡(jiǎn)潔的制備步驟，可規(guī)?；a(chǎn)。
文檔編號(hào)C07C211/63GK102659607SQ201210120559
公開(kāi)日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2012年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月23日
發(fā)明者劉郁, 王威, 陳繼 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所