一种碱性离子液体的合成方法
【专利摘要】本发明公布了一种碱性离子液体的合成方法。本发明的碱性离子液体采用两步合成法，通过盐交换的方式合成的。本发明的优点是，既具有无机碱的优点，且操作简单，又具有在水和空气中稳定，易于分离，高的催化效率和可重复利用性的新特性，在碱催化过程中提供了一种新的环境友好的碱催化剂的可能性。该碱性离子液体因为易于调节、无挥发性、无腐蚀性以及能和许多有机溶剂混溶从而展现出取代传统碱催化剂的巨大潜质，具有重要的工业应用前景。
【专利说明】一种碱性离子液体的合成方法
【技术领域】
[0001]本发明属于离子液体材料【技术领域】，具体涉及一种碱性离子液体的合成方法。
【背景技术】
[0002]离子液体(1nic Liquids,简称ILs)是一类完全由有机阳离子和无机或有机阴离子组成且熔点低于100°C的盐。通常所说的离子液体为室温离子液体，它是在室温或室温附近以下成液态的电解质。与传统的离子化合物相比，在室温下它是液态的；与传统的液态物质相比，在结构上它又是由阴阳离子组成的。因此，离子液体具有独特的物理、化学性质并取代传统环境不友好溶剂的前景。
[0003]室温离子液体包括酸性、中性和碱性离子液体。酸性和中性离子液体已被很好的认知并成功用于许多有机反应中。然而，关于碱性离子液体的相关报道还非常少。根据Arrhenius酸碱电离理论，能在水溶液中电离出0H_的离子液体，即属于碱性离子液体。这类离子液体主要是指阴离子为0H—的碱性离子液体，如烷基咪唑盐氢氧根碱性离子液体。尽管碱性离子液体的发展起步较晚，但是也经历了相当复杂的发展历程。在20世纪70年代末，AlCl3型碱性离子液体首先被发现，但由于氯铝酸盐离子液体在水、空气中不稳定，其应用受到一定限制。到90年代初Lewis碱性离子液体开始被研究，到目前为止，已经有了比较完善的体系。
[0004]传统的液体碱催化剂如三乙胺和吡啶等，催化活性较高，但催化剂和反应产物不易分离。固体碱催化反应具有选择性好以及产物易于分离等优点，但催化剂制备复杂，成本昂贵，强度较差，极易被大气中的CO2和H2O等杂质污染。碱性离子液体由于具有无机碱的优点，在水和空气中稳定，易于分离，高的催化效率和可重复利用性，在碱催化过程中提供了一种新的环境友好的碱催化剂的可能性。应用最多的是盐交换方法，可以合成对空气和水稳定的离子液体，且操作简单。这类强的碱性离子液体因为易于调节、无挥发性、无腐蚀性以及能和许多有机溶剂混溶从而展现出取代传统碱催化剂的巨大潜质，具有重要的工业应用前景。
【发明内容】
[0005]本发明的内容为:
[0006]一种碱性离子液体，其特征在于:采用两步合成法，通过盐交换的方式，合成得到碱性咪唑盐类离子液体。
[0007]本发明的合成方法，第一步JfN-甲基咪哇与溴代烷类按照摩尔比1:1.05加入到三口烧瓶中，110°C磁力搅拌，冷凝回流反应lh，得到淡黄色粘稠状液体；将液态粗产物用乙酸乙酯洗涤3次，减压蒸馏，加入丙酮，震荡溶解，加入少量晶种，静置2_3h，待结晶析出，抽滤分离丙酮，得到高纯度的中间体，置于70°C烘箱干燥至恒重。
[0008]第二步:碱离子液·的合成，取适量的离子液体中间体溶于50ml的二氯甲烷中，加入等摩尔的颗粒状固体氢氧化钠，室温下搅拌10h，抽滤除去NaBr沉淀，40°C下旋转蒸发除去溶剂，得到粗品离子液体；取20ml无水乙醚洗涤3次，旋转蒸发除去乙醚，70°C下真空干燥至恒重，得到粘稠状碱性离子液体。
[0009]本发明的优点与效果是:
[0010]本发明合成出的碱性离子液体具有合成方法简捷，过程对环境友好，合成的产物在水和空气中稳定，易于分离，高的催化效率和可重复利用性等优点。
【专利附图】
【附图说明】 [0011]为让本发明的制备步骤明显易懂，附图的说明如下:
[0012]图1图示了依照本发明一实施方式的一种制备流程图。
【具体实施方式】
[0013]实施例1:
[0014]第一步:将N—甲基咪唑与溴代正丁烷按照摩尔比1: 1.05加入到三口烧瓶中，110°c磁力搅拌，冷凝回流反应lh，得到淡黄色粘稠状液体[Bmim]Br，将液态粗产物用乙酸乙酯洗涤3次，减压蒸馏，加入丙酮，震荡溶解，加入少量晶种，静置2-3h，待[Bmim]Br结晶析出，抽滤分离丙酮,得到高纯度的中间体[Bmim]Br,置于70°C真空烘箱干燥至恒重。
[0015]第二步:碱性离子液体[Bmim] oH的合成,取适量的离子液体中间体[Bmim] Br溶于50ml的二氯甲烷中，加入等摩尔的颗粒状固体氢氧化钠，室温下搅拌10h，抽滤除去NaBr沉淀，40°C下旋转蒸发除去溶剂，得到粗品离子液体[Bmim] 0H,取20ml无水乙醚洗涤3次，旋转蒸发除去乙醚，70°C下真空干燥至恒重，得到棕黄色粘稠状碱性离子液体[Bmim]0H。
[0016]实施例2:
[0017]将溴代烷类溴代正丁烷换为溴乙烷，其他步骤及条件不变，可得到[Emim] [Ac]。
【权利要求】
1.一种功能化离子液体的合成方法，其特征在于:该方法采用两步合成法，通过盐交换的方式，合成得到碱性咪唑盐类离子液体。具体步骤为: 第一步:将N-甲基咪哇与溴代烷类按照定量的摩尔比加入到三口烧瓶中，一定的反应条件，得到淡黄色粘稠状液体；将液态粗产物用乙酸乙酯洗涤3次，减压蒸馏，加入丙酮，震荡溶解，加入少量晶种，静置2-3h，待结晶析出，抽滤分离丙酮，得到高纯度的中间体，置于70°C烘箱干燥至恒重。 第二步:碱离子液的合成，取适量的离子液体中间体溶于50ml的二氯甲烷中，加入适量的颗粒状固体氢氧化钠，室温下搅拌10h，抽滤除去NaBr沉淀，40°C下旋转蒸发除去溶剂，得到粗品离子液体；取20ml无水乙醚洗涤3次，旋转蒸发除去乙醚，70°C下真空干燥至恒重，得到粘稠状碱性离子液体。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:所述的第一步中N-甲基咪哇与溴代烷类按照摩尔比为1:1.05。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:所述的第一步中N-甲基咪哇与溴代烷类的反应条件为110°C油浴中不断搅拌，冷凝回流lh。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:所述的第二步中加入的颗粒状固体氢氧化钠的摩尔数与离子液体的`摩尔数相等。
【文档编号】C07D233/58GK103664790SQ201310724389
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月18日 优先权日:2013年12月18日
【发明者】王娜, 邱亚娟 申请人:天津伟丹科技有限公司