一种炔基取代的咪唑离子液体单晶体的制备方法与流程

本发明涉及化学领域一种炔基取代的咪唑离子液体的合成。

背景技术：

离子液体作为一种室温下的熔融盐，由于其具有良好的稳定性和导电性，不仅可以作为环境友好型溶剂，还可以作为催化剂使用，最重要的是离子液体的可设计性，通过分子设计获得特殊功能的离子液体。近年来，离子液体的应用越来越广，它在溶剂萃取、物质的分离和纯化、废旧高分子化合物的回收、燃料电池和太阳能电池、工业废气中二氧化碳的提取、地质样品的溶解、核燃料和核废料的分离与处理等方面显示出潜在的应用前景。

技术实现要素：

本发明设计了一种新的炔基取代的咪唑离子液体。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：炔基取代的咪唑离子液体单晶体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）将摩尔比为1 : 2.2的三甲基硅咪唑和炔丙基氯加入到100 mL的三口烧瓶中，加入二氯甲烷作为反应溶剂，加热回流24 h，同时磁力搅拌；

（2）溶液颜色随反应进行逐渐由无色变为黄色，粘度逐渐变大，至回流产生少量液滴反应完成；

（3）普通蒸馏于40℃时蒸除溶剂二氯甲烷，于58℃时蒸除未反应完的少量炔丙基氯；

（4）减压蒸馏至无气泡产生为止，得到浅黄色粘性液体；

（5）将1,3-二炔基咪唑氯盐加入100 mL的三口烧瓶中，恒压漏斗缓慢加入过量的饱和NaBF₄盐溶液，比例为1 : 1.1丙酮作为反应溶剂，常温下搅拌24小时；

（6）至固体完全溶解反应完全，过滤出白色沉淀得滤液，丙酮洗涤沉淀两到三次，得滤液；

（7）先常压后减压蒸除溶剂丙酮，得到淡黄色固体1,3-二炔基咪唑四氟硼酸盐或六氟磷酸盐；

（8）将1,3-二炔基咪唑四氟硼酸盐固体溶解于丙酮热溶液中，冷却至室温，封口，静置培养，对培养得到的单晶体进行X射线衍射分析。

本发明操作条件温和，过程简单，收率高，稳定性好。本发明合成的炔基取代的咪唑离子液体对于废铑催化剂溶液中的贵金属铑的回收有较广泛的应用前景。

附图说明

附图1是1,3-二炔基咪唑四氟硼酸盐的晶体结构图；

附图2、附图3、附图4、附图5和附图6是1,3-二炔基咪唑四氟硼酸盐的晶体堆积图。

具体实施方式

下面结合实施例子对本发明作进一步的阐述。

实施案例1

1,3-二炔基咪唑四氟硼酸盐的制备方法，包括如下步骤：

（1）将0.1 mol（15 mL）的三甲基硅咪唑和0.21 mol（约18 mL）的炔丙基氯加入到100 mL的三口烧瓶中，加入15 mL的二氯甲烷作为反应溶剂，加热回流24 h，同时磁力搅拌；

（2）溶液颜色随反应进行逐渐由无色变为黄色，粘度逐渐变大，至回流产生少量液滴反应完成；

（3）普通蒸馏于40℃时蒸除溶剂二氯甲烷，于58℃时蒸除未反应完的少量炔丙基氯。减压蒸馏至无气泡产生为止，得到黄色粘性液体17.34 g，收率约为96%；

（4）将1,3-二炔基咪唑氯盐3.12 g加入100 mL的三口烧瓶中，恒压漏斗缓慢加入1.98 g的 NaBF₄饱和盐溶液，溶液开始变浑浊后消失，滴加过程中伴随磁力搅拌；

（5）2 h后停止搅拌，加入30mL二氯甲烷，摇匀，静置分层；

（6）上层的水相用15ml/次二氯甲烷萃取两次，下层的淡黄色液体用15ml/次蒸馏水洗涤两次，加入4.5 g无水硫酸镁干燥过夜；

（7）过滤，得到的滤液减压蒸除二氯甲烷，获得2.995 g淡黄色固体，收率约为78%；

（8）将0.46 g 1,3-二炔基咪唑四氟硼酸盐固体溶解于150 mL的丙酮热溶液中，冷却至室温，封口，静置培养，对培养得到的单晶体进行X射线衍射分析。

实施案例2

1,3-二炔基咪唑四氟硼酸盐的制备方法，包活如下步骤：

（1）将0.1 mol（15 mL）的三甲基硅咪唑和0.21 mol（约18 mL）的炔丙基氯加入到100 mL的三口烧瓶中，加热回流24 h，同时磁力搅拌；

（2）溶液颜色随反应进行逐渐由无色变为黄色，粘度逐渐变大，至回流产生少量液滴反应完成；

（3）于58℃时蒸除未反应完的少量炔丙基氯。减压蒸馏至无气泡产生为止，得到黄色粘性液体14.45g，收率约为80%；

（4）将1,3-二炔基咪唑氯盐3.3 g加入100 mL的三口烧瓶中，恒压漏斗缓慢加入2.03 g的 NaBF₄饱和盐溶液，加入80 mL丙酮作为反应溶剂，常温下搅拌24小时；

（6）过滤出白色沉淀，丙酮洗涤沉淀两到三次，得滤液；

（7）先常压后减压蒸馏除去溶剂丙酮，得到3.84 g淡黄色固体1,3-二炔基咪唑四氟硼酸盐。收率约为91%；

（8）将0.46 g 1,3-二炔基咪唑四氟硼酸盐固体溶解于150 mL的丙酮热溶液中，冷却至室温，封口，静置培养，对培养得到的单晶体进行X射线衍射分析。

实施案例3

1,3-二炔基咪唑四氟硼酸盐的制备方法，包活如下步骤：

（1）将0.1 mol（15 mL）的三甲基硅咪唑和0.21 mol（约18 mL）的炔丙基氯加入到100 mL的三口烧瓶中，加入15 mL的二氯甲烷作为反应溶剂，加热回流24 h，同时磁力搅拌；

（2）溶液颜色随反应进行逐渐由无色变为黄色，粘度逐渐变大，至回流产生少量液滴反应完成；

（3）普通蒸馏于40℃时蒸除溶剂二氯甲烷，于58℃时蒸除未反应完的少量炔丙基氯。减压蒸馏至无气泡产生为止，得到黄色粘性液体17.34 g，收率约为96%；

（4）将1,3-二炔基咪唑氯盐3.3 g加入100 mL的三口烧瓶中，恒压漏斗缓慢加入2.03 g的 NaBF₄饱和盐溶液，加入80 mL丙酮作为反应溶剂，常温下搅拌24小时；

（6）过滤出白色沉淀，丙酮洗涤沉淀两到三次，得滤液；

（7）先常压后减压蒸馏除去溶剂丙酮，得到3.84 g淡黄色固体1,3-二炔基咪唑四氟硼酸盐。收率约为91%；

（8）将0.46 g 1,3-二炔基咪唑四氟硼酸盐固体溶解于150 mL的丙酮热溶液中，冷却至室温，封口，静置培养，对培养得到的单晶体进行X射线衍射分析。

实施案例3和1的区别在于实施案例2中用丙酮代替二氯甲烷，大大提高了产品的收率，主要是因为丙酮对于目的产物的溶解度更大；实施案例3和2的区别在于实施案例3中加入二氯甲烷作为反应溶剂，使得反应进行的更完全。

1,3-二炔基咪唑四氟硼酸盐的晶体数据：

Crystal Data. C₉H₉BF₄N₂, M =231.99, triclinic, a = 8.035(2) Å, b = 8.517(2) Å, c = 9.757(3) Å, α = 74.07(2)°, β = 69.48(2)°, γ = 63.67(2)°, V = 554.8(2) ų, T = 293.15, space group P-1 (no. 2), Z = 2, μ(Mo Kα) = 0.130, 4693 reflections measured, 2155 unique (R_int = 0.0246) which were used in all calculations. The final wR₂ was 0.3324 (all data) and R₁ was 0.1045 (>2sigma(I))。