专利名称：一种乙二胺硝基酚类离子液体及其制备方法
一种乙二胺硝基酚类离子液体及其制备方法 发明领域本发明涉及化学化工及含能材料领域一种乙二胺硝基酚类离子液体的 合成。
背景技术：
离子液体是一类由有机阳离子与无机阴离子或有机阴离子组成的具有相对较低 熔点的盐类化合物。离子液体与常见的有机溶剂相比蒸汽压低，极性强，溶解性好，稳定性 佳，性能可调。基于这些独特的性质，离子液体被视为新型溶剂得到越来越广泛的重视。近 年来，用含能组分对常规离子液体进行改性所制备的含能离子液体或含能盐在炸药和推进 剂领域中的应用也显示出了良好的前景。这是因为改性后的含能盐或含能离子液体热稳定 性好、不挥发、低特征信号、相容性好。同时，由于其强极性也可用于推进剂的燃速调节及弹 道调节技术。苦味酸及其同系物是非常重要的化工原材料和中间体广泛用于炸药、火柴、燃料、 制药和皮革等工业。然而由于其较强的酸性很容易与金属、有机碱等反应造成原材料损失 和引起安全事故，给生产和人民生活甚至国家安全造成严重威胁。通过对苦味酸及其同系 物进行改性，降低其反应性能，提高其应用的可靠性和广泛性意义重大。根据以上存在的问题，本发明充分利用其强酸性的特征通过与有机碱反应生成离 子液体或离子盐降低其反应性能提高其安全可靠性。
发明内容
本发明合成出系列乙二胺硝基酚类系列离子液体或离子盐。本发明所制备的化合物通式可表示为
NH3 X"
JTH3N其中X-可表示为2-硝基苯酚、3-硝基苯酚、4-硝基苯酚、2，4- 二硝基苯酚、2，
3-二硝基苯酚、2，5- 二硝基苯酚、2，6- 二硝基苯酚、3，4- 二硝基苯酚、3，5- 二硝基苯酚，2， 4，6-三硝基苯酚、2，3，5-三硝基苯酚、2，3，6-三硝基苯酚、2，4，5-三硝基苯酚，3，4，5-三硝 基苯酚等化合物失去羟基氢后所形成的负离子。本发明离子液体的制备方法是将过量的硝基酚化合物(2-硝基苯酚、3-硝基苯 酚、4-硝基苯酚、2，4- 二硝基苯酚、2，3- 二硝基苯酚、2，5- 二硝基苯酚、2，6- 二硝基苯酚、3，
4-二硝基苯酚、3，5- 二硝基苯酚，2，4，6-三硝基苯酚、2，3，5-三硝基苯酚、2，3，6-三硝基苯 酚、2，4，5-三硝基苯酚，3，4，5-三硝基苯酚)溶解到水或乙醇或甲醇或丙醇或异丙醇或丙 酮中，然后在一定温度下滴加乙二胺或乙二胺的水或乙醇或甲醇或丙醇或异丙醇或丙酮溶 液，0.5-3h滴加完毕。滴加完毕后继续搅拌反应0-90min，过滤干燥得相应产品。其中，硝 基酚化合物的物质的量为乙二胺物质的量的2. 01 4. 0倍，硝基酚化合物的水或乙醇或甲 醇或丙醇或异丙醇或丙酮溶液的质量份数范围在0. 5% 60%，乙二胺的水或乙醇或甲醇或丙醇或异丙醇或丙酮溶液质量份数范围在0. 100%，滴加和继续搅拌反应的温度范围在-20°c 100°C，干燥的温度范围在0 100°C。本发明所合成的离子液体具有较高的结构对称性，较好的热稳定性，对金属、高分 子材料、及其他无机材料兼容性好，含有较多的配位中心，是一类具有广阔应用前景的新型 材料。
具体实施例方式本发明用以下实施例说明，但本发明并不限于下述实施例，在不脱离前后所述宗 旨的范围下，变化实施都包含在本发明的技术范围内。实施例1首先称取0. 04mol的2_硝基苯酚溶解于50ml乙醇中，称取0. Olmol的乙二胺溶 解于IOml乙醇中。30°C下将乙二胺乙醇溶液缓慢滴加到带有搅拌的硝基酚乙醇溶液中， 30min滴加完毕，滴加过程中即有黄色沉淀生成。滴加完毕，30°C下继续反应30min，过滤 40°C干燥得黄色产品3. llg，收率92%。所得化合物的氢核磁谱图数据为δ = 2.81(s, CH2，4H)，6. 44 (t, CH，2H)，6. 78 (d, CH，2H)，7. 24 (t, CH，2H)，7. 74 (d, CH，2H)ppm。实施例2首先称取0. 04mol的3_硝基苯酚溶解于50ml异丙醇中，称取0. Olmol的乙二胺 溶解于IOml异丙醇中。5-10°C下将乙二胺异丙醇溶液缓慢滴加到带有搅拌的硝基酚异丙 醇溶液中，30min滴加完毕。然后10°C下继续反应60min，反应过程中逐渐有沉淀析出，过滤 50°C干燥得黄色产品1. 02g,收率30%。所得化合物的氢核磁谱图为δ = 2. 65 (s，CH2， 4Η)，5. 38 (s，ΝΗ3，6Η)，7. 12 (d，CH，2H)，7. 37 (t, CH，2H)，7. 46 (s, CH，2H)，7. 50 (d, CH, 2H) ppm0实施例3首先称取0. 04mol的2，4_硝基苯酚溶解于80ml乙醇中，称取0. 017mol的乙二胺 溶解于IOml乙醇中。50°C下将乙二胺乙醇溶液缓慢滴加到带有搅拌的硝基酚乙醇溶液中， 30min滴加完毕，滴加过程中即有黄色沉淀生成。滴加完毕后在50°C下继续反应30min，过 滤30°C干燥得黄色产品6. 98g，收率96%。所得化合物的氢核磁谱图为δ = 1. 25(s，CH2， 4H)，4. 65 (d, CH, 2H)，6. 01 (d, CH, 2H)，6. 78 (s, CH, 2H) ppm。实施例4首先称取0. 04mol的2，6_硝基苯酚溶解于80ml丙酮中，称取0. 017mol的乙二胺 溶解于IOml乙醇中。50°C下将乙二胺丙酮溶液缓慢滴加到带有搅拌的硝基酚丙酮溶液中， 30min滴加完毕，滴加过程中即有黄色沉淀生成。滴加完毕后在50°C下继续反应30min，过 滤40°C干燥得黄色产品5. 63g，收率77%。所得化合物的氢核磁谱图为δ = 3. 10(s，CH2， 4H)，6· 00 (t, CH，2H)，7· 85 (m, CH，4H)，8· 20 (s, NH3，6H)ppm。实施例5首先称取0. 04mol的2，4，6_三硝基苯酚溶解于100ml85%的乙醇水溶液中，称取 0.017mol的乙二胺溶解于IOml乙醇水溶液中。60°C下将乙二胺乙醇水溶液缓慢滴加到带 有搅拌的硝基酚乙醇水溶液中，30min滴加完毕，滴加过程中即有黄色沉淀生成。滴加完毕 后在60°C下继续反应30min，过滤40°C干燥得黄色产品8. 43g，收率96%。所得化合物的氢核磁谱 图为δ = 1.27(s，CH2，4H)，6.85(s，CH，4H)ppm。
权利要求
1. 一种乙二胺硝基酚类离子液体，其特征在于所制备的离子液体的通式可表示为X-H3N其中X_为2-硝基苯酚、3-硝基苯酚、4-硝基苯酚、2，4- 二硝基苯酚、2，3- 二硝基苯酚、 2,5- 二硝基苯酚、2，6- 二硝基苯酚、3，4- 二硝基苯酚、3，5- 二硝基苯酚，2，4，6-三硝基苯 酚、2，3，5-三硝基苯酚、2，3，6-三硝基苯酚、2，4，5-三硝基苯酚或3，4，5-三硝基苯酚失去 羟基氢后所形成的负离子。
2.制备权利要求1所述离子液体的方法，其特征在于将过量的硝基酚化合物溶解到 水或乙醇或甲醇或丙醇或异丙醇或丙酮中，然后在一定温度下滴加乙二胺或乙二胺的水 或乙醇或甲醇或丙醇或异丙醇或丙酮溶液，0. 5- 滴加完毕，滴加完毕后继续搅拌反应 0-90min,过滤干燥得相应产品。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于硝基酚化合物的物质的量为乙二胺的物质 的量的2. 01 4.0倍。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于硝基酚化合物的水或乙醇或甲醇或丙醇或 异丙醇或丙酮溶液的质量份数范围为0. 5% 60%。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于乙二胺的水或乙醇或甲醇或丙醇或异丙醇 或丙酮溶液质量份数范围为0. 100%。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于滴加的温度范围为_20°C 100°C。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于继续搅拌反应的温度范围为-20°C 100°C。
8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于干燥的温度范围为0 100°C。
全文摘要
本发明以乙二胺作为阳离子供体，以不同硝基数目和不同位次取代的硝基酚为阴离子供体，以水、乙醇、甲醇、丙醇、异丙醇、丙酮中的一种或几种的混合物为反应介质，利用酸碱反应合成出系列乙二胺二硝基酚类离子液体。所合成的离子液体具有较高的结构对称性，较好的热稳定性，对金属、高分子材料、及其他无机材料兼容性好，含有较多的配位中心，是一类具有广阔应用前景的新型材料。
文档编号C07C209/00GK102070462SQ201110023309
公开日2011年5月25日 申请日期2011年1月20日 优先权日2011年1月20日
发明者何春林, 刘龙, 张锁江, 张香平, 李增喜, 李春山, 田敬爱 申请人:中国科学院过程工程研究所