专利名称：一种微波条件下制备咪唑类离子液体的方法及其工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种微波条件下制备咪唑类离子液体的方法及其工艺。具体地说就是
在微波加热条件下以咪唑类化合物和卤代烃或对甲基苯磺酸酯为原料制备咪唑类离子液 体。
背景技术：
离子液体的研究始于1914年P. Walden发现的硝酸乙基胺。这种在室温下能保持 液态的离子化合物与传统有机溶剂不同，它具有蒸汽压低、不挥发、无毒、不易燃易爆、不易 氧化，具有较高的热稳定性。 所以自上世纪80年代已成为各国有机合成和分离专家的研究热点。目前，公知的 离子液体的制备多采用传统的加热方法。在利用传统的加热方法制备离子液体时为获得相 对理想的得率往往需要十几个小时，甚至是几十个小时的加热时间，还有反应物间过量的 摩尔比。较长的反应时间易产生过多副产品给分离和纯化带来了很多的困难。而过高的反 应物间的摩尔比也给分离和纯化过程增加了成本。 离子液体是个相对较新的研究领域，对它的关注重点目前主要集中在它的运用性 的探讨。而对如何高效，低廉地制备离子液体目前很难见到有文献报道。
发明内容
为了高效，低廉地制备出离子液体，在大量实验后，我们得到了非常适合在微波条
件下制备咪唑类离子液体的方法及其工艺。在该种工艺条件下，我们不使用溶剂并简单，高
效，经济地制备出高纯度的咪唑类离子液体。 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是 咪唑类化合物如1-甲基咪唑(1-乙基咪唑，1-丙基咪唑或1- 丁基咪唑等)和卣 代烃类化合物在摩尔比为1 : 1. 05 2条件下，通过微波照射加热在温度60-100摄氏度 下不使用任何溶剂和催化剂通过SN2化学反应制备出卤素为阴离子的功能化离子液体。
<formula>formula see original document page 3</formula> 咪唑类化合物如1-甲基咪唑(1-乙基咪唑，1-丙基咪唑或1- 丁基咪唑)和对甲 基苯磺酸酯在摩尔比为1 : 1. 05 1. 2条件下，通过微波照射加热在温度60-100摄氏度 下不使用任何溶剂和催化剂通过SN2化学反应制备出对甲基苯磺酸根(OTs-)为阴离子的
功能化离子液体。
<formula>formula see original document page 4</formula> 这里咪唑类化合物和卤代烃类或对甲基苯磺酸酯化合物在摩尔比为i : i.05
2条件下均可获得较高的得率，1 : 1.05 1.2更为理想。通过微波照射加热时在温度 60-120摄氏度下不使用任何溶剂和催化剂通过SN2化学反应制备出相应离子液体，温度过 低反应时间将大大加长甚至反应无法发生。当温度超过120度时得率将明显下降。在这一 条件下反应时间持续8 20分钟就可达到最佳效果，反应时间如再加长得率不会有明显提 高，反而会随时间的延长而降低。
具体实施例方式
下列实施实例以说明本发明而不是限制本发明。
实例1 :1- 丁基-3-甲基咪唑氯盐离子液体合成 1-甲基咪唑(1克，12. 17毫摩尔)和氯代正丁烷(1. 23克，13. 3毫摩尔)放入微
波炉内温度设定在120摄氏度运行15分钟，反应结束后初产品放入乙酸乙酯中结晶纯化。
常温下得到白色固态的1-丁基_3-甲基咪唑氯盐1. 7克，得率为80%。 对照实例1 :1-甲基咪唑(1.04克，12. 6毫摩尔)和氯代正丁烷(1.46克，15. 8毫
摩尔)回流反应温度条件下运行24小时，反应结束后初产品放入乙酸乙酯中结晶纯化。常
温下得到白色固态的1-丁基-3-甲基咪唑氯盐1.54克，得率为70%。 1- 丁基-3-甲基咪唑氯盐核磁共振的氢图谱为 力NMR(CDCl3，200MHz) :0. 97 (t， 3H， J = 7. 3Hz， CH3) 1. 36 (m， 2H， J = 7. 4Hz， CH2)， 1. 90(m，2H， J = 7. 4Hz， CH2) ，4. 11(s，3H， NCH3) ，4. 34(t，2H， J = 7. 3Hz， NCH2) ， 7. 31(t， 1H， J = 1. 8Hz， C(2)H) ，7. 45(t， 1H， J = 1. 8Hz， C(3)H)和10. 9(s， 1H， C(1)H)。
实例2 :1- 丁基-3-甲基咪唑对甲苯磺酸盐离子液体合成 1-甲基咪唑(1克，12. 17毫摩尔)和对甲苯磺酸丁酯(3. 03克，13. 3毫摩尔)放 入微波炉内温度设定在60摄氏度运行15分钟，反应结束后初产品放入乙酸乙酯中结晶纯 化。得到常温下白色固态1- 丁基_3-甲基咪唑对甲苯磺酸盐3. 27克，得率为86% 。
对照实例2 :1-甲基咪唑(1克，12. 17毫摩尔)和对甲苯磺酸丁酯(3. 03克，13. 3 毫摩尔)放入微波炉内温度设定在60摄氏度运行10小时，反应结束后初产品放入乙酸乙 酯中结晶纯化。得到常温下白色固态1-丁基_3-甲基咪唑对甲苯磺酸盐2.81克，得率为 74%。
1- 丁基-3-甲基咪唑对甲苯磺酸盐核磁共振的氢图谱为 力NMR(CDCl3，200MHz) :0.91(t，3H， J = 7. 30Hz， CH3) ， 1. 33 (m， 2H， J = 7. 45Hz， CH2) ， 1. 82(m，2H， J = 7. 45Hz， CH2) ， 2. 34(s，3H， TsO_CH3) ，4. 05(s，3H， 1NCH3) ，4. 23(t，2H， J =7. 45Hz， NCH2) ，7. 14， 7. 18， 7. 23和7. 30(m，4H x arom. H) ， 7. 79(t， 1H， J = 1. 7Hz， C(2) H) ，7. 82(t， 1H， J = 1. 7Hz， C(3)H)和9. 94(s， 1H， C(1)H)。
权利要求
一种微波条件下制备咪唑类离子液体的方法及其工艺。具体地说就是在微波加热条件下以咪唑类化合物和卤代烃或对甲基苯磺酸酯为原料制备咪唑类离子液体。其工艺特征是在不使用任何溶剂和催化剂条件下，在微波照射加热的环境中，咪唑类化合物和卤代烃类化合物或对甲基苯磺酸酯类化合物通过SN2化学反应直接制备出卤素为阴离子或对甲基苯磺酸根为阴离子的功能化离子液体。
2. 根据权利要求l所述的微波条件下制备咪唑类离子液体的方法及其工艺。其特征是在使用卤代烃类化合物制备相应卤素为阴离子的功能化离子液体中的卤素是指溴(Br)和氯(CI)。
3. 根据权利要求l所述的微波条件下制备咪唑类离子液体的方法及其工艺。其特征是在使用卤代烃类化合物制备相应卤素为阴离子的功能化离子液体中的卤代烃类化合物的烷烃基团可以是直链或支链烷烃类基团，碳链长度大于等于2。
4. 根据权利要求l所述的微波条件下制备咪唑类离子液体的方法及其工艺。其特征是在使用对甲基苯磺酸酯类化合物制备相应甲基苯磺酸根为阴离子的功能化离子液体中的对甲基苯磺酸酯的R"基团为直链或支链烷烃类基团，其碳链长度大于等于2。
5. 根据权利要求l所述的微波条件下制备咪唑类离子液体的方法及其工艺。其特征是这里咪唑类化合物和卤代烃类或对甲基苯磺酸酯化合物在摩尔比为1 : 1. 05 2条 件下均可获得较高的得率，1 : 1. 05 1. 2更为理想。
6. 根据权利要求l所述的微波条件下制备咪唑类离子液体的方法及其工艺。其特征是在微波照射加热时，温度应设在60-120摄氏度，温度过低反应时间将大大加长甚至反 应无法发生。当温度超过120度时得率将明显下降。
7. 根据权利要求l所述的微波条件下制备咪唑类离子液体的方法及其工艺。其特征是反应时间持续8 20分钟就可达到最佳效果。
全文摘要
一种微波条件下制备咪唑类离子液体的方法及其工艺。具体地说就是在微波加热条件下以咪唑类化合物和卤代烃或对甲基苯磺酸酯为原料高效制备咪唑类离子液体。这种在室温下能保持液态的离子化合物与传统有机溶剂不同，它具有蒸汽压低、不挥发、无毒、不易燃易爆、不易氧化，具有较高的热稳定性。离子液体是个相对较新的研究领域，对它的关注重点目前主要集中在它的运用性的探讨。而对如何高效，低廉地制备离子液体目前很难见到有文献报道。在利用传统的加热方法制备离子液体时为获得相对理想的得率往往需要十几个小时，甚至是几十个小时的加热时间，还有反应物间过量的摩尔比。较长的反应时间易产生过多副产品给分离和纯化带来了很多的困难。为了高效，低廉地制备出离子液体，在大量实验后，我们得到了非常适合在微波条件下制备咪唑类离子液体的方法及其工艺。在该种工艺条件下，我们不使用溶剂并简单，高效，经济地制备出高纯度的咪唑类离子液体。
文档编号C07C303/00GK101717368SQ200910218249
公开日2010年6月2日 申请日期2009年11月26日 优先权日2009年11月26日
发明者田珩 申请人:田珩