专利名称：马来酰亚胺类离子液体及其制备方法和应用的制作方法
马来酰亚胺类离子液体及其制备方法和应用
技术领域：
本发明涉及离子液体，尤其涉及一种马来酰亚胺类离子液体，其制备方法、包括该马来酰亚胺类离子液体的有机电解液及该有机电解液的制备方法。
背景技术：
离子液体(Ionic liquids)是指在室温范围内(一般为100°C以下)呈液态，由有机阳离子和无机阴离子(或有机阴离子)构成的。离子液体具有可调性，根据不同需要改变其阴阳离子结构可以达到设计者的目的，因而离子液体被称为设计者的溶剂。早在1914年就发现了第一个离子液体一硝基乙胺，但其后该领域的研究进展缓慢。直到1992年，Wikes领导的研究小组合成了低熔点、抗水解、稳定性强的I-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体([EMIM]BF4)后，离子液体的研究才得以迅速发展，随后开发出了一系列的离子液体体系。最初的离子液体主要用于电化学研究，近年来离子液体作为绿色溶剂用于有机及高分子合成受到重视。与传统的有机溶剂和电解质相比，离子液体具有一系列突出的优点(I)熔点低于或接近室温，呈液态的温度范围宽；(2)蒸气压低、几乎不挥发、无色、无嗅；(3)具有较大的稳定温度范围，较好的化学稳定性及较宽的电化学稳定电位窗口 ；(4)良好的溶解特性，对很多无机物和有机物都表现出良好的溶解能力；(5)无着火点且不易燃烧；(6)可循环使用，不污染环境等。因此，离子液体作为双电层电容器的电解液具有良好的发展前景。然而传统的有机电解液在高电压下容易分解，引起电容器内阻急剧增大且电容量迅速降低。有机电解液的稳定性一直是限制电容器的比能量的关键因素。
发明内容基于此，有必要提供一种在高电压下不容易分解的马来酰亚胺类离子液体。此外，还有必要提供一种上述马来酰亚胺类离子液体的制备方法。此外，还有必要提供一种包含有上述马来酰亚胺类离子液体的有机电解液中及其制备方法。一种马来酰亚胺类离子液体，具有如下结构式
权利要求
1.一种马来酰亚胺类离子液体，其特征在于，具有如下结构式
2.一种马来酰亚胺类离子液体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤 步骤一、在保护气体氛围下，将N-甲基马来酰亚胺与卤代烷按摩尔比I : I I : 1.2混合后加热至60°C 80°C，搅拌反应得到N-烷基-N-甲基马来酰亚胺卤化物；其中，所述卤代烷为甲氧基乙氧基氯甲烷或甲氧基乙氧基溴甲烷； 步骤二、将步骤一中制备的N-烷基-N-甲基马来酰亚胺卤化物与通式为M+Y-的盐以摩尔比I : I混合后加入去离子水中，搅拌发生离子交换反应得到具有如下结构式的马来酰亚胺类离子液体
3.如权利要求2所述的马来酰亚胺类离子液体的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述N-甲基马来酰亚胺与所述卤代烷搅拌反应的时间为48h 72h，反应液冷却后用乙酸乙酯洗涤，将洗涤得到的产物真空干燥得到纯化的N-烷基-N-甲基马来酰亚胺卤化物。
4.如权利要求2所述的马来酰亚胺类离子液体的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述保护气体氛围为氮气氛围或IS气氛围。
5.如权利要求2所述的马来酰亚胺类离子液体的制备方法，其特征在于，步骤二中，所述离子交换反应的温度为室温，反应时间为8h 24h。
6.如权利要求2所述的马来酰亚胺类离子液体的制备方法，其特征在于，步骤二还包括将所述马来酰亚胺类离子液体进行分离纯化的步骤，所述分离纯化步骤如下将N-烷基-N-甲基马来酰亚胺卤化物与具有通式Μ+Γ的盐搅拌反应后得到的混合液用二氯甲烷萃取，直至所得到的水相用饱和的AgNO3水溶液滴定无沉淀产生为止，将二氯甲烷萃取物蒸发浓缩后真空干燥得到纯化的马来酰亚胺类离子液体。
7.一种有机电解液，其特征在于，包括马来酰亚胺类离子液体、有机溶剂和锂盐，所述马来酰亚胺类离子液体具有如下结构式
8.如权利要求7所述的有机电解液，其特征在于，所述锂盐为四氟硼酸锂、六氟磷酸锂、双(三氟甲磺酰)亚胺锂和双(氟磺酰)亚胺锂中的至少一种。
9.如权利要求7所述的有机电解液，其特征在于，所述有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、碳酸丙烯酯和丙酸乙酯中的至少一种。
10.一种有机电解液的制备方法，其特征在于，包括如下步骤 步骤一、在保护气体氛围下，将N-甲基马来酰亚胺与卤代烷按摩尔比I : I I : 1.2混合后加热至60°C 80°C，搅拌反应得到N-烷基-N-甲基马来酰亚胺卤化物；其中，所述卤代烷为甲氧基乙氧基氯甲烷或甲氧基乙氧基溴甲烷； 步骤二、将步骤一中制备的N-烷基-N-甲基马来酰亚胺卤化物与通式为M+Y-的盐以摩尔比I : I混合后加入去离子水中，搅拌发生离子交换反应得到具有如下结构式的马来酰亚胺类离子液体
全文摘要
本发明公开了一种马来酰亚胺类离子液体，通过N-甲基马来酰亚胺和卤代烷RX反应制备出N-烷基-N-甲基马来酰亚胺卤化物，再用含有目标阴离子的无机盐MY和N-烷基-N-甲基马来酰亚胺卤化物进行离子交换反应最终得到马来酰亚胺阳离子类离子液体。该马来酰亚胺类离子液体在高电压下不容易分解。发明还提供一种包含有上述马来酰亚胺类离子液体的有机电解液及其制备方法。
文档编号C07C311/48GK102952058SQ201110253199
公开日2013年3月6日 申请日期2011年8月30日 优先权日2011年8月30日
发明者周明杰, 刘大喜, 王要兵 申请人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技术有限公司