专利名称：一种乙烯基咪唑离子液体的制备方法
技术领域：
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本发明涉及一种乙烯基咪唑离子液体的制备方法，该制备方法很大程度上降 低了乙烯基咪唑离子液体的生产成本，易于工业化生产及应用。
室温离子液体是由有机阳离子和无机或有机阴离子构成的、在室温或室温附 近温度下呈液体状态的盐类。
近来，使用离子液体溶解纤维素的研究比较活跃，其中，Swatloski等发现 l-丁基-3-甲基咪唑氯盐([BMIM]Cl)离子液体可溶解纤维素；任强等发现离子液 体l-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐([AMIM]Cl)对纤维素具有更好的溶解性能，从结构 上分析，不饱和键的引入，对纤维素有较好的溶解能力。
乙烯基咪唑离子液体也是一种含有不饱和键的离子液体，该离子液体具有以 下结构通式A+B—，其中，所述的A+具有如下所示的结构通式，通式中&符合
以下规则a)至少含有l个碳原子；b)不多于20个碳原子；
所述的B—选自以下阴离子氯、溴、碘、硫氰酸根、硫酸根、硝酸根、醋酸根、
四氟硼酸根、六氟磷酸根、三氟甲磺酸根、对甲苯磺酸根中的一种。不饱和键的
引入使乙烯基咪唑离子液体具有许多常规离子液体不具有的特性，例如不饱和 键的引入，使其阳离子电荷分布更加均匀，降低了离子液体的熔点、密度、粘度 等，还有，不饱和双键和咪唑环的大"键形成n-:t共轭结构，有利于电子的
转移，增加导电率。但是，由于传统的乙烯基咪唑类离子液体的合成以乙烯基咪 唑为主，价格昂贵，因而限制了其在工业中的应用。
本发明所要解决的技术问题是 一种乙烯基咪唑离子液体的制备方法。现有
背景技术：
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发明内容:
3乙烯基咪唑离子液体的制备方法，存在原料价格昂贵的缺点，本发'明提供了一种 生产成本较低的制备方法，即以常见且价格便宜的N-烷基咪唑、1， 2-二卤代乙 烷以及三乙胺等胺类化合物为原料替代原有昂贵的乙烯基咪唑，采用两步法合成 乙烯基咪唑离子液体。与传统的乙烯基咪唑离子液体制备方法相比，本发明的制 备方法具有操作条件稳定，成本低，转化率高，产品分离容易，易于工业化生产 等优点。
本发明的技术方案是
设计一种乙烯基咪唑离子液体的制备方法，具体合成步骤为①将N-烷基
咪唑逐滴的滴入1， 2-二卤代乙垸的丙酮溶液，N-烷基咪唑和1，'2-二卤代乙烷 的摩尔比为l: 1.2，加热搅拌，保持温度50-60。C，反应24-48h后，生成白色粉 末状沉淀，过滤除去滤液，滤饼用丙酮洗涤数次，干燥，得到离子液体1-垸基-3-(2-卤代乙基)卤化咪唑嗡。②将上步产物1-垸基-3- (2-卤代乙基)卤化咪唑嗡 和三乙胺(或者二乙胺等胺类化合物)以摩尔比1: 1.5混合均匀，以乙醇为溶 剂，加热搅拌，保持温度60-8(TC，反应12-24h后，低温冷却，固体铵盐析出， 过滤，滤液经旋转蒸发，除去乙醇溶剂，再用二氯甲烷萃取除去残余季铵盐后， 真空干燥，即可得到所述乙烯基咪唑离子液体。
本发明的有益效果是
与现有制备方法相比，本发明的制备方法具有很大的创新性和经济性。第一， 提出了两步法制备乙烯基咪唑离子液体，该方法在路线上具有很大的创新性。第 二，与传统方法相比，本方法避免了使用价格相对较高的乙烯基咪唑，而采用了
市场上较为常见且价格相对便宜的N-甲基咪唑为原料，因而，能够很大程度上 降低生产成本，具有很大的经济性。
因此，采用新的两步法合成乙烯基咪唑离子液体，具有方法新颖，原料易得， 价格便宜，制备方法安全可靠，制备工艺简单，所需设备少，易于提纯等优点， 适宜大规模工业化生产和应用。
具体实施例方式
4下面结合实例进一步叙述本发明。具体事例不限制本发明的权利要求。实施例1:
1-甲基-3-乙烯基氯化咪唑嗡离子液体的合成
(1) 称取l， 2-二氯乙烷20g (0.2021mol)于三口烧瓶，将N-甲基咪唑13.6942g
(0.1668mol)和20ml丙酮的混合液通过恒压滴液漏斗逐滴滴入三口烧瓶，在剧烈搅拌下，温度控制在5(TC，反应20h后，产生大量白色粉末，将其过滤，滤饼用丙酮洗涤数次，烘干，即得产品1-甲基-3- (2-氯乙基)氯化咪唑嗡29g。
(2) 称取1-甲基-3- (2-氯乙基)氯化咪唑嗡4g (0.0221mol)，乙醇15g，三乙胺3.0308g (0.0300mol)，置于单口烧瓶，剧烈搅拌下，温度控制在60。C，反应12h后，溶液变为淡黄色透明溶液，低温冷却后，有大量白色针状晶体析出，过滤，将滤液中的溶剂蒸出，滤液经二氯甲烷萃取除去残余季铵盐，得淡黄色透明液体2.9046g，即为l-甲基-3-乙烯基氯化咪唑嗡离子液体。
实施例2:
l-乙基-3-乙烯基氯化咪唑嗡离子液体的合成
(1) 称取1， 2-二氯乙垸19.7940g(0.2mol)于三口烧瓶，将N-乙基咪唑15.9526g
(0.1660mol)和20ml丙酮的混合液通过恒压滴液漏斗逐滴滴入三口烧瓶，剧烈搅拌下，温度控制在5CTC，反应20h后，产生大量白色粉末，将其过滤，滤饼用丙酮洗涤数次，烘干，即得产品1-乙基-3- (2-氯乙基)氯化咪唑嗡29.8976g。
(2) 称取1-乙基-3- (2-氯乙基)氯化咪唑嗡4g (0.0205mol)，乙醇15g，三乙胺3.0534g (0.0302mol)，置于单口烧瓶，剧烈搅拌下，保持60°C,反应12h后为淡黄色透明溶液，静置5h后，有大量白色针状晶体析出，过滤，将滤液中的溶剂蒸出，滤液经二氯甲烷萃取除去残余季铵盐，得淡黄色透明液体2.8123g，即为l-乙基-3-乙烯基氯化咪唑嗡离子液体。实施例3:
l-甲基-3-乙烯基溴化咪唑嗡离子液体的合成
(1) 称取1， 2-二溴乙烷37.5761g (0.2mol)于三口烧瓶，将N-甲基咪唑13.6987g
(0.1669mol)和20ml丙酮的混合液通过恒压滴液漏斗逐滴滴入三口烧瓶，在剧烈搅拌下，温度控制在5(TC，反应20h后，产生大量白色粉末，将其过滤，滤饼用丙酮洗涤数次，烘干，既得产品1-甲基-3- (2-氯乙基)溴化咪唑嗡42.5695g。
(2) 称取1-甲基-3- (2-氯乙基)溴化咪唑嗡4g (0.0148mol)，乙醇15g，三乙胺1.6165g (0.0167mol)，置于单口烧瓶，剧烈搅拌下，保持6(TC，反应12h后，变为淡黄色透明溶液，静置5h后，有大量白色针状晶体析出，过滤，将滤液中的溶剂蒸出，-滤液经二氯甲烷萃取除去残余季铵盐，得深红色透明液体2.7334g，即为l-甲基-3-乙烯基溴化咪唑嗡离子液体。
实施例4:
l-乙基-3-乙烯基溴化咪唑嗡离子液体的合成
(1) 称取l， 2-二溴乙烷37.5761g (0.2mol)于三口烧瓶，将N-乙基咪唑16.0199g
(0.1667mol)和20ml丙酮的混合液通过恒压滴液漏斗逐滴滴入三口烧瓶，在剧烈搅拌下，温度控制在5(TC，反应20h后，产生大量白色粉末，将其过滤，滤饼用丙酮洗涤数次，烘干，既得产品1-乙基-3- (2-氯乙基)溴化咪唑嗡44.6845g。
(2) 称取1-乙基-3- (2-溴乙基)溴化咪唑嗡4g (0.0141mol)，乙醇15g，三乙胺L6165g (0.0167mol)，置于单口烧瓶，剧烈搅拌下，保持60°C，反应12h后变为淡黄色透明溶液，静置5h后，有大量白色针状晶体析出，过滤，将滤液中的溶剂蒸出，滤液经二氯甲烷萃取除去残余季铵盐，得深红色液体2.7334g，即为l-乙基-3-乙烯基溴化咪唑嗡离子液体。
权利要求
1.一种乙烯基咪唑离子液体的制备方法，其特征在于，将N-烷基咪唑和1，2-二卤代乙烷按摩尔比1∶1.2混合，保持50-100℃，反应12h至48h，得到离子液体1-烷基-3-(2-卤代乙基)卤化咪唑嗡，将1-烷基-3-(2-卤代乙基)卤化咪唑嗡与胺类物质按摩尔比1∶1.5混合于乙醇溶液中，保持50-80℃，反应12h至24h，反应结束后，溶液经低温冷却，析出季铵盐，过滤，滤液经旋转蒸发，除去乙醇溶剂，再用有机溶剂萃取除去残余季铵盐后，干燥，即得乙烯基咪唑离子液体N-乙烯基-N-烷基卤化咪唑嗡。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述乙烯基咪唑离子液体的具体合成路线如下(X为卤原子，Ri、 R2、 R3、 R4为烃基取代基)、NN+ XCH2CH2X/、N'R广N\R，R2-N+ X—\
3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述N-烷基咪唑和1， 2-二卤代乙烷的混合方式为将N-烷基咪唑逐滴的滴入1， 2-二卤代乙垸的丙酮溶液。
4. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述的l， 2-二卤代乙烷为1， 2-二溴乙垸、1， 2-二氯乙烷、1， 2-二碘乙烷。
5. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的胺类化合物为含有各种取代基的胺类，如三乙胺，二乙胺、甲胺、三甲胺等。
6. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述的萃取提纯，使用的萃取剂为二氯甲烷或者三氯甲烷。
全文摘要
本发明涉及一种乙烯基咪唑离子液体的制备方法。其特征在于该方法是以N-烷基咪唑、1，2-二卤代乙烷以及三乙胺(或者二乙胺等胺类化合物)为原料，采用两步法合成乙烯基咪唑离子液体，与传统的方法相比，本方法避免了使用价格较高的乙烯基咪唑、卤代烷烃为原料，而采用常见且价格相对便宜的N-烷基咪唑、1，2-二卤代乙烷以及三乙胺(或者二乙胺等胺类化合物)为原料来合成乙烯基咪唑离子液体，具有很大的经济性，易于工业化生产及应用。
文档编号C07D233/00GK101665462SQ20091009254
公开日2010年3月10日 申请日期2009年9月17日 优先权日2009年9月17日
发明者清 周, 张锁江, 张香平, 李小华, 杨富明 申请人:中国科学院过程工程研究所