一種氮雜冠醚離子液體的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種室溫型離子液體的制備方法。本發(fā)明的制備方法是將0.006摩爾的鉀鹽或鈉鹽與酸和氮雜冠醚混合溶于80mL的水和四氫呋喃的混合溶劑中，攪拌后旋蒸除去溶劑，干燥處理即得到純凈的室溫離子液體。本發(fā)明的制備方法簡單易行，用本發(fā)明的方法制備的氮雜冠醚離子液體在室溫下均為液體，具有可以進(jìn)行功能化修飾的優(yōu)點。
【專利說明】一種氮雜冠醚離子液體的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本專利涉及一種室溫型離子液體的制備方法。本發(fā)明的方法是用氮雜冠醚和鹽和酸制備室溫型離子液體。
【背景技術(shù)】
[0002]離子液體由帶正電的離子和帶負(fù)電的離子組成，現(xiàn)在多指在低于100攝氏度時呈液體狀態(tài)的熔鹽。在離子液體里沒有電中性的分子，100%是陰離子和陽離子，在負(fù)100攝氏度至200攝氏度之間均呈液體狀態(tài)，具有良好的熱穩(wěn)定性(分解溫度達(dá)300攝氏度)和導(dǎo)電性，在很大程度上允許動力學(xué)控制；對大多數(shù)無機物、有機物和高分子材料來說，離子液體是一種優(yōu)良的溶劑；表現(xiàn)出酸性及超強酸性質(zhì)，使得它不僅可以作為溶劑使用，而且還可以作為某些反應(yīng)的催化劑使用，這些催化活性的溶劑避免了額外的可能有毒的催化劑或可能產(chǎn)生大量廢棄物的缺點；離子液體一般不會成為蒸汽(非揮發(fā)性或“零”蒸汽壓)，所以在化學(xué)實驗過程中不會產(chǎn)生對大氣造成污染的有害氣體，這是離子液體被認(rèn)為是綠色溶劑的重要依據(jù)；價格相對便宜，多數(shù)離子液體對水具有穩(wěn)定性，容易在水相中制備得到；離子液體還具有優(yōu)良的可設(shè)計性，可以通過分子設(shè)計獲得特殊功能的離子液體。總之，離子液體的無味、無惡臭、無污染、不易燃、易與產(chǎn)物分離、易回收、可反復(fù)多次循環(huán)使用、使用方便等優(yōu)點，是傳統(tǒng)揮發(fā)性溶劑的理想替代品，它有效地避免了傳統(tǒng)有機溶劑的使用所造成嚴(yán)重的環(huán)境、健康、安全以及設(shè)備腐蝕等問題，為名副其實的、環(huán)境友好的綠色溶劑。適合于當(dāng)前所倡導(dǎo)的清潔技術(shù)和可持續(xù)發(fā)展的要求，已經(jīng)越來越被人們廣泛認(rèn)可和接受。此外，離子液體還具有以下優(yōu)點:強的靜電場(這是區(qū)別于分子型介質(zhì)與材料的重要特征)；寬的電化學(xué)窗口(可達(dá)5V-7V)，這意味著在如此寬的范圍內(nèi)，離子液體可以不發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，即降解，這是通常的電解 液所不具備的特性；良好的離子導(dǎo)電(25mS/cm)和導(dǎo)熱性，高熱容及熱能存儲密度。
[0003]離子液體已經(jīng)在諸如聚合反應(yīng)、選擇性烷基化和胺化反應(yīng)、酰基化反應(yīng)、酯化反應(yīng)、化學(xué)鍵的重排反應(yīng)、室溫和常壓下的催化加氫反應(yīng)、烯烴的環(huán)氧化反應(yīng)、電化學(xué)合成、支鏈脂肪酸的制備等方面得到應(yīng)用，并顯示出反應(yīng)速率快、轉(zhuǎn)化率高、反應(yīng)的選擇性高、催化體系可循環(huán)重復(fù)使用等優(yōu)點。此外，離子液體在溶劑萃取、物質(zhì)的分離和純化、廢舊高分子化合物的回收、燃料電池和太陽能電池、工業(yè)廢氣中二氧化碳的提取、地質(zhì)樣品的溶解、核燃料和核廢料的分離與處理等方面也顯示出潛在的應(yīng)用前景。
[0004]冠醚類離子液體與傳統(tǒng)的咪唑類離子液體不同，因為冠醚與陽離子的作用使得其陰離子具有更強的親核性或堿性現(xiàn)已公開的冠醚類離子液體僅有美國的一個專利和中國發(fā)明專利申請(200910252353.X)。前述兩類冠醚類離子液體，其熔點都比較高，此類離子液體在催化有機反應(yīng)的應(yīng)用發(fā)表于歐洲化學(xué)雜志(Chem.Eur.J.2011，17，8731 -8738)。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明提供了一種室溫型氮雜冠醚離子液體的制備方法，同時提供這種室溫型氮雜冠醚尚子液體。
[0006]本發(fā)明的氮雜冠醚離子液體的制備方法是將0.006摩爾的鉀鹽或鈉鹽與酸和氮雜冠醚混合溶于80 mL的水和四氫呋喃的混合溶劑中，室溫下充分?jǐn)嚢?，除去溶劑，?jīng)干燥處理后得到純凈的室溫離子液體，其中:氮雜冠醚為a[18-C-6]-l或a[18-C-6]-2或a[15-C-5]-3或a[15-C-5]-4 ;所述的酸為質(zhì)子酸；鉀鹽或鈉鹽:氮雜冠醚:質(zhì)子酸的摩爾比=I:1:1 ;水:四氫呋喃的體積比=1: 3 -3:1。
[0007]本發(fā)明的氮雜冠醚離子液體的制備方法中水:四氫呋喃=1: 1，采用這一最佳比例時，氮雜冠醚與鹽和質(zhì)子酸都能很好地溶解。
[0008]3.權(quán)利要求1或2所以前述的方法可制備出室溫型的氮雜冠醚離子液體。
[0009]本發(fā)明制備的部分氮雜冠醚離子液體的結(jié)構(gòu)式見式一。
【權(quán)利要求】
1.一種氮雜冠醚離子液體的制備方法，其特征在于將0.006摩爾的鉀鹽或鈉鹽與酸和氮雜冠醚混合溶于80 mL的水和四氫呋喃的混合溶劑中，充分?jǐn)嚢瑁ト軇?，?jīng)干燥處理后得到純凈的室溫離子液體，其中:氮雜冠醚為a[18-C-6]-l或a[18-C-6]-2或a[15-C-5]-3或a[15-C-5]-4 ;所述的酸為質(zhì)子酸；鉀鹽或鈉鹽:氮雜冠醚:質(zhì)子酸的摩爾比=I:1:1 ;水:四氫呋喃的體積比=1: 3 -3:1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氮雜冠醚離子液體的制備方法，其特征在于水:四氫呋喃=1: 1。
3.權(quán)利要求1或2所述的方法制備的氮雜冠醚離子液體。
【文檔編號】C07D273/01GK103980224SQ201410125062
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年3月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月31日
【發(fā)明者】景歡旺, 宋瑩瑩, 程晨 申請人:蘭州大學(xué)