本发明属于化工合成催化领域，具体的涉及一种季铵型铼离子液体及其制备方法和在催化烯烃环氧化反应中的应用。
背景技术：
离子液体作为介质与功能材料使用，目前越来越受到化学化工、材料科学基础和应用基础研究领域的关注，工业界对此也给予高度的关注和厚望。离子液体之所以被称为是绿色溶剂，是因为其具有低熔点、较低的蒸汽压、电化学窗口较大、酸性可调及良好的溶解性能、较宽的液体稳定范围、较好的热稳定性和化学稳定性、良好的导电性、有可设计性等优势。所以和有机溶剂相比离子液体有极其明显的优势，如今人们把离子液体定义为可以代替传统有机溶剂的绿色溶剂。
烯烃环氧化反应首次被报道是在20世纪初。合成环氧化合物的最佳方法是烯烃的环氧化反应，因此，对烯烃环氧化反应的考察到目前为止依然是科学探究的热点之一。由于离子液体的独特的性质，大数多反应都能在离子液体中或以离子液体作催化剂进行。且产物容易分开，速率高，选择性好。
近年来环境问题受到人们越来越多的关注。由于离子液体具有可修饰及调变的阴阳离子结构和无挥发性污染、可循环使用等优势，所以作为溶剂使用，离子液体是一种新型的绿色溶剂，自然受到人们的喜爱和关注；而一些铼化合物本身具有优良的催化活性和选择性，铼酸阴离子又易与相关有机阳离子形成室温离子液体，因此对于设计、合成同时具有溶剂和催化剂两种功能的新型铼离子液体的研究无论对于丰富稀散金属化学和离子液体的基础理论，还是工业生产中的实际应用都具有重要意义。
技术实现要素：
本发明的目的是合成一种同时作溶剂兼催化剂使用的离子液体，在室温离子液体研究领域具有重要的学术价值，在催化化学反应方面也有着重要意义。
本发明采用的技术方案是：一种季铵型铼离子液体，制备方法包括如下步骤：
1)依次取聚乙二醇、溶剂、缚酸剂和供氯剂，混合均匀，于70～100℃下，冷凝回流反应7～10h，反应停止后，过滤，蒸发，真空干燥，得氯化聚乙二醇；
2)取氮甲基咪唑与氯化聚乙二醇，搅拌下，在90～120℃，冷凝回流反应70～75h，反应停止后，将反应物溶于去离子水中，然后，加入萃取剂萃取，取有机相，旋去去离子水后，加入乙酸乙酯和乙腈的混合溶液，过滤，取滤液，采用旋转蒸发仪进行旋转蒸发，旋转蒸发出溶剂，真空干燥，得到产物[mimpeg]cl；
3)将产物[mimpeg]cl经过oh-型阴离子交换树脂，收集[mimpeg]oh离子液体，加入铼酸铵水溶液，于60～85℃下反应5～8h，然后蒸发掉过量的水，加丙酮溶解，过滤，旋转蒸发除去丙酮，真空干燥，得目标产物[mimpeg][reo4]。
优选的，聚乙二醇与缚酸剂的摩尔比为1:2；氮甲基咪唑与氯化聚乙二醇的摩尔比为4:1。
优选的，所述的溶剂是甲苯；所述的缚酸剂是吡啶；所述的供氯剂是二氯亚砜；所述的萃取剂是乙醚。
所得[mimpeg][reo4]离子液体的结构式为：
上述的季铵型铼离子液体在催化烯烃环氧化反应中的应用。方法如下：取上述的[mimpeg][reo4]、氧化剂和烯烃底物，搅拌下，于65～75℃下，回流冷凝反应7～10h。
优选的，所述的氧化剂为过氧化脲。[mimpeg][reo4]离子液体的用量为，每1mmol的烯烃底物加入0.4ml的[mimpeg][reo4]；氧化剂的摩尔数为烯烃摩尔数的2.0～3.5倍。
其反应式如下：
本发明的有益效果是：
1、本发明的离子液体，在催化烯烃环氧化反应中，可同时作为催化反应的溶剂和催化剂，减少了催化过程中的副产物，提高了催化反应的产率。
2、本发明的合成方法节约成本合成简单，为该反应实现工业化奠定基础。
附图说明
图1是实施1中咪唑二乙醇铼[mimpeg][reo4]离子液体的拉曼谱图。
具体实施方式
下面以具体的实施例进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制，在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或是条件等所做修改或替换，均属于本发明的范围。
实施例1
1、称取20mmol的peg(2000)，加热除水，加入60ml的甲苯，磁力搅拌，使其逐渐溶解，再加入40mmol的吡啶作为缚酸剂，然后，缓慢逐滴加入含有10mmol二氯亚砜的甲苯溶液40ml，滴加完成后，把温度升至80～100℃，冷凝回流反应7～9h。反应停止后，过滤，蒸发，真空干燥24h，得到淡黄色固体氯化聚乙二醇(peg-cl)。
2、按摩尔比4:1，取氮甲基咪唑和peg-cl，加入到500ml的单口圆底烧瓶中，升温至90～120℃，搅拌，冷凝回流反应70～75h，反应停止。
将反应物溶于去离子水，然后，加入萃取剂乙醚萃取，取有机相，旋去去离子水，加入乙酸乙酯和乙腈的混合溶液，过滤，取滤液，采用旋转蒸发仪进行旋转蒸发，旋转蒸发出溶剂，重复操作多次，真空干燥，得到产物[mimpeg]cl。
3、准备一条阴离子交换树脂柱，对阴离子交换树脂除杂，把处理过的阴离子交换树脂装柱。然后用碱性溶液冲洗离子交换树脂，在冲洗过程中随时对其进行检测，使阴离子交换树脂完全由cl-型转变为oh-。
4、将产物[mimpeg]cl经过oh-型阴离子交换树脂，收集[mimpeg]oh离子液体，放入到溶解釜中，用已知浓度的hcl标定其浓度；然后加入铼酸铵水溶液。于70℃下反应6h。蒸发掉过量的水，加丙酮溶解，过滤除去其中过量的nh4reo4，旋转蒸发除去丙酮，不断重复上述步骤5次以上。在80℃真空干燥24h，最后得到黄色的液体即为[mimpeg][reo4]离子液体。
[mimpeg][reo4]离子液体的拉曼谱图如图1所示。由图1可见，在332.7cm-1、961.8cm-1有两处特征峰，这两处的峰与已知reo4-在拉曼谱图中的特征峰一致，由此可知所得物质为[mimpeg][reo4]。
实施例2
整个烯烃环氧化催化反应在玻璃反应器皿中进行，使用[mimpeg][reo4]既作催化剂又作溶剂。
取1mmol环辛烯，0.4ml[mimpeg][reo4]离子液体，2.0mmol过氧化脲(uhp)，用水浴循环控制在恒定的温度65～75℃下磁力搅拌，加热回流反应7～10h。
从反应体系中，取出1～20份反应液，加入1～30份乙醚，充分振荡萃取，再将其上层溶液用1μl微量进样器取1μl，采用气相色谱仪gc进行分析，用归一化法测得反应体系中环氧化物的产率为62.57％。
实施例3
整个烯烃环氧化催化反应在定制的玻璃反应器皿中进行，使用[mimpeg][reo4]既作催化剂又作溶剂。
取1mmol环辛烯，0.4ml[mimpeg][reo4]离子液体，2.5mmol过氧化脲(uhp)，用水浴循环控制在恒定的温度65～75℃下磁力搅拌，加热回流反应7～10h。
从反应体系中，取出1～20份反应液，加入1～30份乙醚，充分振荡萃取，再将其上层溶液用1μl微量进样器取1μl，采用气相色谱仪gc进行分析，用归一化法测得反应体系中环氧化物的产率为91.89％。
实施例4
整个烯烃环氧化催化反应在定制的玻璃反应器皿中进行，使用[mimpeg][reo4]既作催化剂又作溶剂。
取1mmol环辛烯，0.4ml[mimpeg][reo4]离子液体，3.0mmol过氧化脲(uhp)，用水浴循环控制在恒定的温度65～75℃下磁力搅拌，加热回流反应7～10h。
从反应体系中，取出1～20份反应液，加入1～30份乙醚，充分振荡萃取，再将其上层溶液用1μl微量进样器取1μl，采用气相色谱仪gc进行分析，用归一化法测得反应体系中环氧化物的产率为98.75％。