专利名称：一类具有非对称化学结构且弱酸性的二元羧酸氢盐离子液体及其制法的制作方法
技术领域：
本发明涉及一类具有非对称化学结构且弱酸性的二元羧酸氢盐离子液体及其制法。
背景技术：
离子液体是近年来新发展起来的一种绿色溶剂或反应介质，它是由有机阳离子和有机或无机阴离子组成，在室温或者室温至100°c的范围内呈液体状态的一类有机熔融盐。 离子液体具有“零”蒸汽压、低熔点、高热稳定性和高溶解性等许多特殊性质，被誉为新一代 “绿色溶剂”，在化学化工等诸多领域极具应用前景。目前，已发现和文献报道的离子液体已超过2000种，根据有机阳离子母体的不同，离子液体大体上可分为四类咪唑盐类、吡啶盐类、季铵盐类、季鳞盐类。离子液体的阴离子则主要为A1C14_、BF4_、PF4_、CH3COO_、CF3COO_、 CF3SOp (CF3SO2) 2N\H2P04\HSO4^等酸根离子，有些情况下也可以是cr、Br\ r、Ncv、cicv等无机阴离子。目前，制备离子液体的方法主要分为两种一步法和两步法。一步法采用叔胺与卤代烷烃或酯类或有机酸为原料，在醇溶液或醇水溶液中直接加成或中和反应，一步生成目标离子液体。此种方法工艺简单、生产效率高、无副产物生成、离子液体纯度高，但其缺点也较为明显，如合成的离子液体种类较少等。两步法的主要步骤为第一步先由叔胺与卤代烷烃先反应生成季铵卤素盐，第二步将季铵盐中卤素阴离子置换为所需目标阴离子，从而得到目标离子液体。两步法的优点是可制备出具有特殊性质的“功能化”离子液体，缺点是制备工艺复杂、生产成本高、产率低。目前，有文献报道了一些含羧基基团的功能化离子液体，这些羧基基团一般都接枝在离子液体的阳离子结构上。尽管由此构成的离子液体也是弱酸性的，但是一方面该种离子液体的熔点和粘度等性质不够理想，另一方面它们的合成过程复杂，反应步骤多，分离与纯化过程也不容易，由此导致离子液体的生产成本也极高，不具实用性。H. Ohno等人 (Chem. Commun.，2007，29，3089-3091 ；Green Chem.，2007，11 (9)，1155-1157)曾以四丁基季膦或胆碱为阳离子合成了几种弱酸性的二元羧酸氢盐离子液体，但这些离子液体熔点高， 黏度也很大，各种物理化学性质指标很不理想，极大地限制了这类离子液体的应用，这和该类离子液体中阳离子的化学结构设计不合理有密切关系。总的来说，低熔点和低粘度的弱酸性功能化离子液体仍然较为缺乏，制备弱酸性的含羧基基团的功能化离子液体生产成本仍然很高，仍未突破大规模工业级别生产离子液体这一瓶颈。
发明内容
本发明的目的在于提供一类具有非对称化学结构且弱酸性的二元羧酸氢盐离子液体及其制法。本发明的技术方案如下一类具有非对称化学结构且弱酸性的二元羧酸氢盐离子液体，它是季铵二元羧酸氢盐，其阳离子是非对称结构的四烷基季铵阳离子或N，N- 二烷基咪唑阳离子，阴离子为:
元羧酸氢根阴离子，具体的化学结构式为
权利要求
1. 一类具有非对称化学结构且弱酸性的二元羧酸氢盐离子液体，其特征是离子液体为季铵二元羧酸氢盐，其阳离子是非对称结构的四烷基季铵阳离子或N，N-二烷基咪唑阳离子，阴离子为二元羧酸氢根阴离子，化学结构式为
2.根据权利要求1所述的一类具有不对称化学结构且弱酸性的二元羧酸氢盐离子液体，其特征是所述的离子液体阳离子为三甲基丁基铵、三甲基丙基铵、三乙基丁基铵或三丙基己基铵阳离子，或者N，N-甲基丙基咪唑或N，N-甲基丁基咪唑阳离子。
3.根据权利要求1所述的一类具有不对称化学结构且弱酸性的二元羧酸氢盐离子液体，其特征是所述的二元羧酸根阴离子为丙二酸、顺丁烯二酸、丁二酸或戊二酸的氢根阴 1 子。
4.根据权利要求1所述的一类具有不对称化学结构且弱酸性的二元羧酸氢盐离子液体，其特征是所述的1 为其比R1多两个以上碳原子数。
5.一种制备权利要求1所述的具有不对称化学结构且弱酸性的二元羧酸氢盐离子液体的方法，其特征是以具有非对称结构的氯化四烷基季铵或氯化N，N- 二烷基咪唑和二元羧酸氢钾为原料，两者等摩尔同时加入到丁醇中，丁醇用量是理论离子液体质量的0. 5 3 倍，在200 400W的微波下先反应30秒后取出搅勻，再放入微波中反应15秒后取出搅勻， 后一步连续重复进行3 5次后结束反应，将溶液趁热过滤，减压蒸馏滤液以除去并回收大部分溶剂丁醇，将剩余液体样品真空干燥4 至恒重，即得具有非对称化学结构且弱酸性的二元羧酸氢盐离子液体。
6.根据权利要求1所述的具有不对称化学结构且弱酸性的二元羧酸氢盐离子液体，其特征是可用于的快速高效吸收。
全文摘要
一类具有非对称化学结构且弱酸性的二元羧酸氢盐离子液体，其阳离子为非对称结构的四烷基季铵阳离子或N,N-二烷基咪唑阳离子，阴离子为二元羧酸氢根阴离子，本发明的离子液体具有较低的粘度和熔点，能真正符合工业应用的要求。本发明以具有非对称结构的氯化四烷基季铵或氯化N,N-二烷基咪唑和二元羧酸氢钾为原料，采用微波法一步合成目标离子液体，其制备工艺简单、产品产率和纯度高、无副产物，合成成本低，十分适合工业化生产。本发明的具有非对称化学结构且弱酸性的二元羧酸氢盐离子液体可用于SO2的快速高效吸收。本发明公开了其制法。
文档编号C07C51/41GK102516092SQ20111041657
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月14日 优先权日2011年12月14日
发明者吴有庭, 张志炳, 胡兴邦, 陶端健, 黄宽 申请人:南京大学, 南京大学扬州化学化工研究院