专利名称：一种含鏻的双阳离子离子液体及其制备和应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种双阳离子离子液体，具体地说是一种含鱗鎗离子的双阳离子离子液体及其制备方法和应用。
背景技术：
离子液体是指由有机阳离子和无机/有机阴离子构成的在室温下或室温附近呈液态的盐。近年来，离子液体因其具有熔点低、不易挥发、热稳定性好、电导率高、电化学窗口宽、结构和理化性质可调等优点，而在有机合成、电化学研究、萃取分离、材料合成和催化等领域得到较为广泛的应用。目前广泛研究的离子液体主要为单阳离子型离子液体Green Chem, 2002, 4，407-413，如咪唑盐、吡啶盐、季铵盐和季鱗盐等。但近年来，双阳离子型离子液体因具有更好的热稳定性、更高的密度、更宽的液程及更好的理化可调控性等优点而引起研究人员的关注，并在一些领域得到应用。金传明等发明一类可用作润滑剂的含氟的双咪唑阳离子离子液体专利号201010557991. 5。Armstrong研究组合成了一系列的对称双咪唑阳离子离子液体J Am Chem Soc, 2005，127，593-604，可用作高温有机合成反应的溶剂Org Lett. , 2005, 7(19)，4205-4208，及气相色谱固定相Anal Chem, 2005，77(19)，6453-6462
;Armstrong研究组还利用咪唑盐、吡咯盐和季铵盐合成了一系列的非对称双阳离子离子液体，并对其理化性质进行了研究Chem Mater. , 2007, 19(24)，5848-5850。Leclercq等也合成了几种双咪唑阳离子离子液体，并将其用作有机反应的溶齐UGreen Chem, 2007, 9，1097_1103。1^11等合成了一系列多铵及双铵阳离子型离子液体Chem Commun, 2000, (12)，2413-2414。Shreeve研究组则利用联卩比唳合成了双阳离子型卩比唳盐离子液体Inorg Chem, 2003, 42, 7416-7424; Chem Commun. , 2003, (12)，1366-1367。相比单阳离子型离子液体，目前有关双阳离子型的离子液体的合成及应用的研究报道相对较少，尤其是有关含鱗的双阳离子离子液体尚未见报道。
二氧化碳是目前地球上最主要的温室气体，但同时也是无毒、廉价、储量丰富的Cl资源。随着化石燃料短缺所造成“碳源危机”的日益加剧，二氧化碳的资源化利用成为近年来国际竞相研究的热点课题之一。通过二氧化碳与环氧化合物之间环加成反应合成环状碳酸酯是目前为数不多的可工业化利用二氧化碳的方式之一。环状碳酸酯是十分重要的化学品，可作为清洁型极性溶剂，可用于酚醛树脂生产、聚碳酸酯合成、热硬化性树脂合成，还可作为高能密度电池和电容的电解液、化妆品添加剂和化工中间体等。因离子液体可通过调整阴、阳离子的组合或官能团的引入而对其性质进行调控，所以近十年来越来越多的研究者采用离子液体作为环加成反应催化剂。但是目前已报道的用作环加成反应催化剂的离子液体大多为单阳离子型离子液体，如咪唑类、季铵盐类、季鱗盐类等。这些离子液体虽然对环加成反应具有一定的催化活性，但均以下一点或几点问题自身活性不高或在金属卤化物等助共催化剂存在的条件下才表现出较好的催化活性，稳定性不好，活性组分对水敏感、反应条件苛刻等。因此通过对离子液体阴/阳离子的种类、数量及所含官能团的调控而开发出具有更好稳定性、更高催化活性的离子液体是目前亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型含鱗的双阳离子离子液体。本发明的另一目的在于提供上述离子液体的制备方法。本发明提供的上述离子液体可用于催化二氧化碳与环氧化物环加成反应合成环状碳酸酯。为达到发明目的本发明采用的技术方案如下
一种含鱗的双阳离子离子液体，其特征有如下结构通式
权利要求
1.一种含鱗的双阳离子离子液体，其特征是具有如下结构通式
2.根据权利要求I所述的一种含鱗的双阳离子离子液体，其特征在于RnR2和R3优选烷基和芳香基团。
3.根据权利要求I所述的一种含鱗的双阳离子离子液体，其特征在于X—和Y—为卤素离子，其中优选Cr和Br'
4.一种权利要求I所述的含鱗的双阳离子离子液体的制备方法，其特征在于包括如下步骤 1)将化合物R1R2R3P加入至含有相同摩尔量的双卤代烃溶液中，在8(Tl200C条件下反应12 24小时得到含卤代烷基团的季鱗盐卤化物； 2)将摩尔比为I:I I: I. I的含卤代烷基团的季鱗盐卤化物与含BF4' BF6' ClO4'BH4^、SbF6'ZnCl3' SnCl3^、CF3SO3、NO2、NO3、PO4^、RCOO^、N(FSO2)2' N(CF3SO2)2^、C(CF3SO2)3' CF3COO' CF3SO3' CH3SO3_或ROSO3_阴离子的碱金属盐溶于溶剂中，在室温条件下反应2飞小时，得到具有相应阴离子的季鱗盐卤化物； 3)将步骤I)或步骤2)中得到的季鱗盐卤化物溶于溶剂，加入摩尔量为fI. 05倍的咪唑类、有机胺类、有机磷类、吡啶类、吡咯类、噻唑类、三氮咪唑类、吡咯啉类、噻唑啉类、氨基酸类、胍类、苯并三氮咪唑类化合物中的一种，在7(Tl20 0C条件下反应12 36小时得到含鱗的双阳离子离子液体； 4)也可将步骤3)中得到含鱗的双阳离子离子液体与含阴离子BF4'BF6'ClO4'BH4^、SbF6'ZnCl3' SnCl3^、CF3SO3、NO2、NO3、PO4^、RCOO^、N(FSO2)2' N(CF3SO2)2^、C (CF3SO2)3'CF3COO'CF3SO3 _、CH3S03_ 或 R0S03_ 阴离子的碱金属盐在摩尔比为 I的条件下溶于溶剂，在室温条件下反应2飞小时，得到具有相应阴离子的含鱗的双阳离子离子液体。
5.根据权利要求4所述的含鱗的双阳离子离子液体的制备方法，其特征在于所使用溶剂选自甲苯、苯、三氯甲烷、乙腈、乙酸乙酯、乙醇、丙酮、1，1，I-三氯乙烷或四氢呋喃中的一种。
6.一种权利要求I所述的含鱗的双阳离子离子液体的应用，其特征在于可用于催化二氧化碳和环氧化合物环加成合成环状碳酸酯。
7.根据权利要求6所述的含鱗的双阳离子离子液体的应用，其特征是所述环状碳酸酯的合成方法，使用二氧化碳和环氧化合物为反应物，催化剂选自含鱗的双阳离子离子液体中的一种，催化剂用量为环氧化合物摩尔量的1%。 2%，在反应压力为O. Γ10. O MPa，温度为25 180 °C，反应时间为O. 5^24小时条件下合成环状碳酸酯。
8.根据权利要求7所述的含鱗的双阳离子离子液体的应用，其特征在于原料环氧化合物选自环氧丙烷、环氧乙烷、环氧氯丙烷、氧化苯乙烯、1，2-环氧环己烷、1，2-环氧丁烷、4-乙烯基-1，2-环氧环己烷、正丁基缩水甘油醚、2，3-环氧丙基苯醚中的一种。
全文摘要
本发明公开了一种含鏻的双阳离子离子液体及其制备和应用。本发明的双阳离子离子液体具有图(I)所示结构通式，其中n为2~8的整数；R1、R2和R3为含有1~20个碳原子的饱和或不饱和烃基、芳香基或杂环基团；阳离子A选自咪唑类、季铵类、季鏻类、吡啶类、吡咯类、噻唑类、三氮咪唑类、吡咯啉类、噻唑啉类、氨基酸类、胍类和苯并三氮咪唑类中的一种；X–和Y–为有机或无机阴离子。本发明的含鏻的双阳离子离子液体可用于催化二氧化碳与环氧化合物环加成合成环状碳酸酯，具有活性高、选择性好、稳定性好、不需溶剂和助催化剂等优点。
文档编号C07D317/36GK102816182SQ20121033054
公开日2012年12月12日 申请日期2012年9月10日 优先权日2012年9月10日
发明者代威力, 罗胜联, 金碧, 罗旭彪, 涂新满 申请人:南昌航空大学