专利名称：一种1,3-四羧酸酯基咪唑离子液体的制备方法
技术领域：
本发明涉及新型化学材料制备技术领域，具体涉及一种1，3-四羧酸酯基咪唑离子液体的制备方法。
背景技术：
20世纪40年代，Hueley等在寻找一种电解Al2O3温和条件时，偶然发现了具有离子特性的液体化合物，这即为当今离子液体的原型，即第一代离子液体。近年来，作为一类反应介质、溶剂和催化剂，离子液体得到了国内外研究机构和企业的广泛关注，被广泛应用于有机合成、无机合成、聚合反应、化学催化和生物催化等方面。由于与传统溶剂相比较，离子液体具有极佳的溶解性能、低蒸汽压、宽电化学窗口、极低挥发度、结构可裁剪性等优点， 因而被称为可设计溶剂和绿色溶剂。离子液体是由阴阳离子组成的一类液体化合物，一般认为，阳离子主要是季铵盐类、季鳞盐类、咪唑类、吡啶类、噻唑类等，阴离子主要是Cr、Br_、 BF4_、PF6_、N03_、CH3C00_、CF3C00_、C3F7C00_、CF3S03_等，通过阴阳离子的不同组合，可制备出具有不同物理和化学性质的离子液体。具不完全统计，2010年，有关离子液体的文献量已达到了 5000篇以上，与离子液体相关的工业化产值已超过了 10亿元。咪唑离子液体，尤其是带有烷基的咪唑离子液体由于具有合成原料较易得到，反应简单，因而得到了广泛的研究和应用。牛利等人以N-甲基咪唑和溴代烷烃为原料合成制备了无色的1-甲基-3-烷烃咪唑离子液体(中国发明专利，公开号CN 101492423A)。为了提高咪唑离子液体的应用广度和深度，近年来不断有人把羧酸酯基引入咪唑离子液体结构中，从而改善其物理和化学特性。Sawant等人在2010年Catalysis Communication第12 卷第273-276页上以甲基咪唑为原料，与溴乙酸乙酯反应，制备出了 1-甲基-3-乙酸乙酯基咪唑离子液体，但是本发明涉及的1，3_四羧酸酯基咪唑离子液体的制备方法至今未见报道。
发明内容
本发明为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是一种1，3-四羧酸酯基咪唑离子液体的制备方法，所述方法包括以下步骤
步骤一、按摩尔比为1 :1 1 :2取咪唑和不饱和双羧酸酯加入到有机溶剂中，回流反应12 M个小时，反应结束后，将有机溶剂和未反应的原料蒸出，得到1-双羧酸酯基咪唑，备用；
其中，不饱和双羧酸酯为有机酸部分含有双键的不饱和双羧酸酯； 步骤二、按摩尔比为1 :10 1 :20取有机饱和二酸和有机醇加入到有机溶剂中，回流反应12 M个小时，反应结束后，将反应液倒入水中，以二氯甲烷为萃取剂，萃取得到有机羧酸二酯，备用；
其中，有机饱和二酸为含有羟基的有机饱和二酸；
步骤三、取步骤二中制备的有机羧酸二酯用有机溶剂溶解，按有机羧酸二酯和三溴化磷的摩尔比为1 1 1 1. 5加入三溴化磷，控制反应温度为30 60°C进行反应，反应结束后，将反应液倒入水中，以二氯甲烷为萃取剂，萃取得到反应产物，备用；
步骤四、按摩尔比为1 :1 1 :1. 5取步骤三的产物和步骤一的产物混合，回流反应 12 M小时，加入二氯甲烷，然后将反应液倒入水中，从萃取水相中即得到1，3-四羧酸酯基咪唑离子液体溴盐；
步骤五、按摩尔比为1:1，取1，3-四羧酸酯基咪唑离子液体溴盐与钾盐或钠盐混合，搅拌反应6 12小时，反应结束后通过重结晶去除反应生成的溴化钾或溴化钠，得到1，3-四羧酸酯基咪唑离子液体；
其中，钾盐或钠盐为含有Cl—、BF4_、PFp NO” CH3COO-或CF3COO-阴离子的钾盐或钠盐。所述步骤一中使用的有机溶剂为甲苯、丙酮、乙酸乙酯或乙醇。所述步骤二中使用的有机溶剂为甲苯或乙酸乙酯。所述步骤三中使用的有机溶剂为甲苯、乙酸乙酯或二氯甲烷。所述步骤四中使用的有机溶剂为乙酸乙酯或乙醇。有益效果
1、本发明的方法制得的1，3-四羧酸酯基咪唑离子液体，是极好的反应介质、溶剂和催化剂，并且具有极佳的溶解性能、低蒸汽压、宽电化学窗口、极低挥发度、结构可裁剪性等优
点ο2、本发明选用甲苯、丙酮、乙酸乙酯或乙醇为反应溶剂，其成本低廉，危害性均较3、本发明的制备反应条件温和，分离手段简单，操作条件易于实现，便于掌握，适合于规模化生产。4、本发明的方法可通过改变有机酸和醇，可以得到种类更加多样的有机酸酯，进而可以得到多品种的咪唑离子液体。5、本发明的方法可通过对阴离子的改变，可以得到更多种类的离子液体。
具体实施例方式本发明制得的1，3-四羧酸酯基咪唑离子液体的化学结构通式如下
R1-N^I/N-R2 八
其中，R1和&是具有如下结构的双羧酸酯基
权利要求
1.一种1，3-四羧酸酯基咪唑离子液体的制备方法，其特征在于所述方法包括以下步骤步骤一、按摩尔比为1 :1 1 :2取咪唑和不饱和双羧酸酯加入到有机溶剂中，回流反应12 M个小时，反应结束后，将有机溶剂和未反应的原料蒸出，得到1-双羧酸酯基咪唑，备用；其中，不饱和双羧酸酯为有机酸部分含有双键的不饱和双羧酸酯；步骤二、按摩尔比为1 :10 1 :20取有机饱和二酸和有机醇加入到有机溶剂中，回流反应12 M个小时，反应结束后，将反应液倒入水中，以二氯甲烷为萃取剂，萃取得到有机羧酸二酯，备用；其中，有机饱和二酸为含有羟基的有机饱和二酸；步骤三、取步骤二中制备的有机羧酸二酯用有机溶剂溶解，按有机羧酸二酯和三溴化磷的摩尔比为1 :1 1 :1. 5加入三溴化磷，控制反应温度为30 60°C进行反应，反应结束后，将反应液倒入水中，以二氯甲烷为萃取剂，萃取得到反应产物，备用；步骤四、按摩尔比为1 :1 1 :1. 5取步骤三的产物和步骤一的产物混合，回流反应 12 M小时，加入二氯甲烷，然后将反应液倒入水中，从萃取水相中即得到1，3-四羧酸酯基咪唑离子液体溴盐；步骤五、按摩尔比为1 1，取1，3-四羧酸酯基咪唑离子液体溴盐与钾盐或钠盐混合，搅拌反应6 12小时，反应结束后通过重结晶去除反应生成的溴化钾或溴化钠，得到1，3-四羧酸酯基咪唑离子液体；其中，钾盐或钠盐为含有Cl—、BF4_、PFp NO” CH3COO-或CF3COO-阴离子的钾盐或钠盐。
2.如权利要求1所述的一种1，3-四羧酸酯基咪唑离子液体的制备方法，其特征在于 所述步骤一中使用的有机溶剂为甲苯、丙酮、乙酸乙酯或乙醇。
3.如权利要求1所述的一种1，3-四羧酸酯基咪唑离子液体的制备方法，其特征在于 所述步骤二中使用的有机溶剂为甲苯或乙酸乙酯。
4.如权利要求1所述的一种1，3-四羧酸酯基咪唑离子液体的制备方法，其特征在于 所述步骤三中使用的有机溶剂为甲苯、乙酸乙酯或二氯甲烷。
5.如权利要求1所述的一种1，3-四羧酸酯基咪唑离子液体的制备方法，其特征在于 所述步骤四中使用的有机溶剂为乙酸乙酯或乙醇。
全文摘要
本发明涉及一种1,3-四羧酸酯基咪唑离子液体的制备方法，包括以下步骤步骤一、取咪唑和不饱和双羧酸酯反应后萃取得到1-双羧酸酯基咪唑；步骤二、取有机饱和二酸与有机醇反应结束后萃取得到有机羧酸二酯；步骤三、取步骤二中制备的有机羧酸二酯，加入三溴化磷，反应后萃取得到反应产物；步骤四、取步骤三的产物和步骤一的产物混合，反应后萃取，从水相中得到1,3-四羧酸酯基咪唑离子液体溴盐；步骤五、将1,3-四羧酸酯基咪唑离子液体溴盐与钾盐或钠盐混合，反应得到1,3-四羧酸酯基咪唑离子液体，可以用做反应介质、溶剂和催化剂，制备反应条件温和，分离手段简单，操作条件易于实现，便于掌握，适合于规模化生产。
文档编号C07D233/90GK102558063SQ20121000310
公开日2012年7月11日 申请日期2012年1月6日 优先权日2012年1月6日
发明者吴峰敏, 汪小伟, 王道皓, 郭旭明, 黄亚楠 申请人:河南科技大学