专利名称：一种含双酸位的季铵盐离子液体及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种双酸位的季铵盐离子液体及其制备方法，属于新型化学材料及其制备技术领域。
背景技术：
离子液体因其特有的物化性质，在替代挥发性有机溶剂方面起到越来越重要的作用，且在某些情况下兼具催化性能，特别符合目前所倡导的清洁技术的要求。其应用范围已经从化学化工迅速扩展到功能材料、电光与光电材料、太阳能储存、生命科学等领域，是一类值得研究发展的新型的“软”功能材料或介质。利用离子液体的可设计性经设计而满足专一性要求的离子液体称为功能化的离子液体，包括针对物理性质(例如流动性、传导能力、液态范围)的功能化和针对化学性质(极性、酸性、手性、配位能力、溶解性)的功能化。在离子液体中引入不同的官能团，实现离子液体的功能化以满足特定的需求，是当今离子液体研究的重点之一。早期报道的离子液体多是含有卤化铝的有机鎗盐，它们的缺点是对湿气敏感，遇水会分解。在二十世纪90年代，对水和空气稳定的离子液体被陆续合成了出来。由于它们大多具有低蒸汽压、室温离子导电性、热稳定性等优良特性而在化学合成、分离过程、电化学等领域都具有广泛的应用前景。如Welton在《Chemical Reviews)), 2011,111 3508-3576上，综述了离子液体的制备、物化性质以及在有机合成中作为溶剂和催化剂的应用。近几年来，关于离子液体的研究非常活跃，西方国家政府与有关企业均投入大量资金来进行离子液体方面的研究。由于离子液体的可设计性，即调整阴、阳离子组合或嫁接适当的官能团，可获得“目标特定”或“量体裁衣”的离子液体。众所周知，Lewis酸位和Bronsted酸位对酸催化反应同样重要，结合了双酸位优点的催化剂会更加有效。近年来合成的Bronsted-Lewis双酸位离子液体,其结构式如下
权利要求
1.一种含双酸位的季铵盐离子液体，含有铜离子或锌离子的Lewis酸位和磺酸基的Bronsted酸位,其特征在于所述的磺酸基的Bronsted酸位以季铵盐为阳离子，以硫酸根、磷酸氢根、丙二酸根或丁二酸根为阴离子； 其中所述的季铵盐阳离子为三乙胺4-磺酸丁基铵阳离子、二乙胺3-磺酸丙基铵阳离子、三丙胺4-磺酸丁基铵阳离子、二丙胺4-磺酸丁基铵阳离子或二甲胺3-磺酸丙基铵阳离子； 所述的含双酸位的季铵盐离子液体的结构通式如下
2.如权利要求I所述的一种含双酸位的季铵盐离子液体的制备方法，其特征在于包括以下步骤 (1)、将烷基胺与磺酸内酯在溶剂中，控制温度为6(T80°C下反应2 4h后所得的反应液经抽滤、乙醇洗涤、真空干燥得到内盐类化合物； 所述的烷基胺为三甲胺、三乙胺、三丙胺、二甲胺、二乙胺、二丙胺、正丁胺或叔丁胺； 所述的磺酸内酯为1，3-丙烷磺酸内酯或1，4- 丁烷磺酸内酯； 反应所用的烷基胺与磺酸内酯的量按摩尔比计算，即烷基胺磺酸内酯为I I. 2 ； 所述的溶剂为有机溶剂或无机溶剂，其用量为20mL溶剂/0. Imol烷基胺； (2)、将步骤(I)得到的内盐类化合物与有机酸或无机酸控制温度为60°C的条件下，反应3 IOh后得到含Bronsted酸性离子液体中间体； 所述的有机酸为丙二酸或丁二酸； 所述的无机酸为硫酸或磷酸； 反应所用的内盐类化合物与有机酸或无机酸的量按摩尔比计算，即内盐类化合物有机酸或无机酸为1:1 ; (3)、将步骤(2)得到的含Bronsted酸性离子液体中间体和金属氧化物在去离子水溶液中搅拌条件下混合，混合后所得的产物在60°C下进行真空干燥，即得含双酸位的季铵盐离子液体； 所述的含Bronsted酸性离子液体中间体和金属氧化物的混合比按摩尔比计算，即含Bronsted酸性离子液体中间体金属氧化物为I :0. 3^2 ； 所述的金属氧化物为氧化铜或氧化锌。
3.如权利要求2所述的一种含双酸位季铵盐离子液体的制备方法，其特征在于步骤(I)中所述的有机溶剂为丙酮、甲苯、乙腈或乙醇。
4.如权利要求3所述的一种含双酸位季铵盐离子液体的制备方法，其特征在于步骤(I)中所述的真空干燥控制温度为50°C，时间为3h。
5.如权利要求4所述的一种含双酸位季铵盐离子液体的制备方法，其特征在于步骤(I)中所述的反应所用的烷基胺与磺酸内酯的量按摩尔比计算，即烷基胺磺酸内酯为I :Io
全文摘要
本发明公开了一种双酸位功能化季铵盐离子液体及其制备方法，包含有磺酸基的Br nsted酸位季铵盐阳离子和硫酸根、磷酸氢根、丙二酸根或丁二酸根的阴离子，以及铜离子或锌离子的Lewis酸位。本发明的一种双酸位功能化季铵盐离子液体具有遇水与空气稳定、制备简单、过程绿色、成本较低，适合大规模生产等优点，可广泛应用于有机合成和有机催化等领域。
文档编号C07C309/14GK102766075SQ20121022635
公开日2012年11月7日 申请日期2012年7月3日 优先权日2012年7月3日
发明者刘烽, 张丽荣, 易封萍, 潘仙华, 胡玥 申请人:上海应用技术学院