專利名稱：二甲基硅雙烷基咪唑六氟磷酸鹽及其合成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種二甲基硅雙烷基咪唑六氟磷酸鹽及其合成方法。
背景技術(shù)：
室溫離子液體作為二十一世紀(jì)最有希望的綠色溶劑和催化劑已引起廣泛的關(guān)注。 離子液體通常是由有機(jī)陽離子和相對(duì)較小的陰離子組成的。由于離子液體具有高的熱穩(wěn)定 性、不揮發(fā)性、不燃性、好的電傳導(dǎo)性、寬的電化學(xué)窗口以及與有機(jī)化合物的混溶性等優(yōu)良 性能，引起了科學(xué)家廣泛的關(guān)注，并廣泛應(yīng)用于催化、電化學(xué)、生物化學(xué)、綠色溶劑和特殊材 料等方面。 離子液體這些優(yōu)異的性能使之應(yīng)用于摩擦學(xué)領(lǐng)域。單離子液體作為一種高性能潤(rùn) 滑油已經(jīng)有了諸多報(bào)導(dǎo)，研究結(jié)果表明離子液體作為潤(rùn)滑油具有很強(qiáng)的減摩性能、抗磨性 能和很好的承載能力。近年來，越來越多的研究焦點(diǎn)集中在制備功能化離子液體及其應(yīng)用 等方面，特別是含咪唑環(huán)類離子液體的改性研究。研究發(fā)現(xiàn)，通過對(duì)連接在咪唑環(huán)上的烷基 基團(tuán)進(jìn)行修飾，可以相應(yīng)地改變離子液體的物理性能，從而使其在某些領(lǐng)域的應(yīng)用中發(fā)揮 獨(dú)特的作用.基于這些基本結(jié)構(gòu)，研究人員合成了許多結(jié)構(gòu)奇特的離子液體，如雙陽離子 型離子液體，研究結(jié)果表明，雙咪唑離子液體具有很高的熱分解溫度，陽離子相同時(shí)，六氟 磷酸鹽作為陰離子具有較強(qiáng)的摩擦學(xué)性能，但由于連接兩個(gè)咪唑環(huán)的分子為長(zhǎng)鏈烷烴，降 低了分子結(jié)構(gòu)的柔順性能，從而提高了雙咪唑環(huán)離子液體的熔點(diǎn)，影響了其使用范圍。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種二甲基硅雙烷基咪唑六氟磷酸鹽及其合成方法。
本發(fā)明通過改變咪唑環(huán)的分子連接結(jié)構(gòu)，從而降低所制備的雙咪唑環(huán)離子液體的 熔點(diǎn)。介于硅烷分子機(jī)構(gòu)具有很好的鏈柔順性能，本發(fā)明中通過分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)引入硅烷結(jié) 構(gòu)的分子鏈接咪唑環(huán)陽離子，提供一種具有較好低溫性能和熱穩(wěn)定性和粘溫性能良好的雙 咪唑環(huán)離子液體。 —種二甲基硅雙烷基咪唑六氟磷酸鹽，具有分子式(I)結(jié)構(gòu)
R代表C8H17或C1(1H21
(I)。 分子式(I)化合物的合成方法使用二甲基二氯硅烷通過有機(jī)金屬反應(yīng)合成二甲 基二丙烯基硅烷，以過氧化苯甲酰胺為引發(fā)劑，通入HBr氣體加成制得二甲基二溴丙基硅 烷，將所得的硅烷與烷基咪唑在氬氣保護(hù)條件下制得雙烷基咪唑溴代鹽，之后與M^PFe在 水溶液中通過離子交換得到二甲基硅雙烷基咪唑六氟磷酸鹽離子液體。
3
本發(fā)明的二甲基硅雙烷基咪唑六氟磷酸鹽離子液體的合成用以下的化學(xué)方程式
來表示
<formula>formula see original document page 4</formula>
R代表C8H17或C1(1H21 本發(fā)明所涉及的原料為二甲基二丙烯基硅烷是通過二甲基二氯硅烷與丙烯基溴 化鎂反應(yīng)得到的；N-烷基咪唑是根據(jù)文獻(xiàn)通過實(shí)驗(yàn)室方法合成制得的。
分子式(I)化合物的合成方法依次包括A和B兩個(gè)步驟
A、二甲基二溴丙基硅烷的合成 a、將二甲基二丙烯基硅烷在過氧化苯甲酰(BPO)條件下通入HBr氣體，制得二甲 基二溴丙基硅烷； B、二甲基硅雙烷基咪唑六氟磷酸鹽離子液體的制備 a、稱取二甲基二溴丙基硅烷和N-烷基咪唑，在Ar2保護(hù)條件下，7(TC 9(rC反應(yīng)
10 15小時(shí)，減壓除去未反應(yīng)的N-烷基咪唑，得到二甲基硅雙烷基咪唑溴化鹽； b、將二甲基硅雙烷基咪唑溴化鹽溶于水中，加入NH4PFe進(jìn)行離子交換反應(yīng)，反應(yīng)
結(jié)束后，加入乙酸乙酯萃取有機(jī)相，用化2504水溶液和蒸餾水洗滌至中性，減壓除去乙酸乙
酯，得到目標(biāo)產(chǎn)物為二甲基硅雙烷基咪唑六氟磷酸鹽離子液體。 在上述合成方法中，N-烷基咪唑選自N-辛基咪唑或N-癸基咪唑。 在上述合成方法中，二甲基二溴丙基硅烷與N-烷基咪唑的摩爾反應(yīng)比為
1 : 2-2.5。 通過以上技術(shù)方案，合成的兩種二甲基硅雙烷基咪唑六氟磷酸鹽離子液體基本理 化性能指標(biāo)用表1所示?？梢钥闯?，制備的二甲基硅雙烷基咪唑六氟磷酸鹽離子液體具有 較好的高低溫性能，有希望作為運(yùn)動(dòng)部件的潤(rùn)滑劑使用。
表l. 二甲基硅雙烷基咪唑六氟磷酸鹽離子液體的基本理化性能
測(cè)試項(xiàng)目技術(shù)數(shù)據(jù)DILPF6-C6-SiDILPF6-C8-Si
夕卜 觀淡黃色液體淡黃色液體
粘度(mm2/s)，
40°C317.11172.53
100。C19.12413.433
粘度指數(shù)6367
DSC熱分解溫度 rc)33630具體實(shí)施例方式以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明
實(shí)施例1 二甲基硅雙己基咪唑六氟磷酸鹽離子液體的合成(簡(jiǎn)寫為DILPF6-C6_Si):
將100g 二甲基二丙烯基硅烷放入三口燒瓶中，加入0. 4g過氧化苯甲酰(BPO)，冰 水浴，通入HBr氣體反應(yīng)24小時(shí)，減壓除去未反應(yīng)的HBr氣體，過濾除去BPO，即得到二甲基 二溴丙基硅烷。 稱取20g 二甲基二溴丙基硅烷和22. IgN-己基咪唑，在Ar2保護(hù)條件下，8(TC反應(yīng) 10小時(shí)，減壓除去過量未反應(yīng)的N-己基咪唑，得到二甲基硅雙己基咪唑溴化鹽。
將得到的二甲基硅雙己基咪唑溴化鹽溶于水中，加入23. 7gNH4PF6進(jìn)行離子交換 反應(yīng)，反應(yīng)5小時(shí)后，加入乙酸乙酯萃取有機(jī)相，用化2504水溶液和蒸餾水洗滌至中性，減 壓除去乙酸乙酯，加熱至150-25(TC，進(jìn)行減壓蒸餾，除去其中的輕餾分，即得到目標(biāo)產(chǎn)物 為二甲基硅雙己基咪唑六氟磷酸鹽離子液體，為淡黃色液體，密度(25°C )為1. 1394，粘度 (25°C )為971. 82mm7s。
實(shí)施例2 二甲基硅雙辛基咪唑六氟磷酸鹽離子液體的合成(簡(jiǎn)寫為DILPF6-C8-Si):
稱取制備的二甲基二溴丙基硅烷25g和32. 8gN_辛基咪唑，在Ar2保護(hù)條件下， 85t:反應(yīng)10小時(shí)，減壓除去過量未反應(yīng)的N-辛基咪唑，得到二甲基硅雙辛基咪唑溴化鹽。
將得到的二甲基硅雙辛基咪唑溴化鹽溶于水中，加入29. 7gNH4PF6進(jìn)行離子交換 反應(yīng)，反應(yīng)5小時(shí)后，加入乙酸乙酯萃取有機(jī)相，用化2504水溶液和蒸餾水洗滌至中性，減 壓除去乙酸乙酯，加熱至150-25(TC，進(jìn)行減壓蒸餾，除去其中的輕餾分，即得到目標(biāo)產(chǎn)物 為二甲基硅雙辛基咪唑六氟磷酸鹽離子液體，為淡黃色液體，密度(25°C )為1.2520，粘度 (25 °C )為472. 92mm7s。
權(quán)利要求
一種二甲基硅雙烷基咪唑六氟磷酸鹽，具有分子式(I)結(jié)構(gòu)R代表C8H17或C10H21(I)。F2008101833892C0000011.tif
2. 如權(quán)利要求1所述二甲基硅雙烷基咪唑六氟磷酸鹽的合成方法，其特征在于分子式 (I)化合物的合成方法依次包括A和B兩個(gè)步驟A、 二甲基二溴丙基硅烷的合成a、將二甲基二丙烯基硅烷在過氧化苯甲酰條件下通入HBr氣體，制得二甲基二溴丙基 硅院；B、 二甲基硅雙烷基咪唑六氟磷酸鹽離子液體的制備a、 稱取二甲基二溴丙基硅烷和N-烷基咪唑，在Ar2保護(hù)條件下，7(TC 9(TC反應(yīng)10 15小時(shí)，減壓除去未反應(yīng)的N-烷基咪唑，得到二甲基硅雙烷基咪唑溴化鹽；b、 將二甲基硅雙烷基咪唑溴化鹽溶于水中，加入NH4PFe進(jìn)行離子交換反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束 后，加入乙酸乙酯萃取有機(jī)相，用化2504水溶液和蒸餾水洗滌至中性，減壓除去乙酸乙酯， 得到目標(biāo)產(chǎn)物為二甲基硅雙烷基咪唑六氟磷酸鹽離子液體。
3. 如權(quán)利要求2所述的合成方法，其特征在于N-烷基咪唑選自N-辛基咪唑或N-癸基 咪唑。
4. 如權(quán)利要求2所述的合成方法，其特征在于二甲基二溴丙基硅烷與N-烷基咪唑的摩 爾反應(yīng)比為1 : 2-2. 5。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種二甲基硅雙烷基咪唑六氟磷酸鹽及其合成方法?；衔锞哂蟹肿邮?I)結(jié)構(gòu)。本發(fā)明使用二甲基二氯硅烷通過有機(jī)金屬反應(yīng)合成二甲基二丙烯基硅烷，以過氧化苯甲酰胺為引發(fā)劑，通入HBr氣體加成制得二甲基二溴丙基硅烷，將所得的硅烷與烷基咪唑在氬氣保護(hù)條件下制得雙烷基咪唑溴代鹽，之后與NH4PF6在水溶液中通過離子交換得到二甲基硅雙烷基咪唑六氟磷酸鹽離子液體。化合物具有較好的高低溫性能，有希望作為運(yùn)動(dòng)部件的潤(rùn)滑劑使用。R代表C8H17或C10H21(I)
文檔編號(hào)C07F7/10GK101747358SQ200810183389
公開日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2008年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月2日
發(fā)明者馮大鵬, 劉維民, 王海忠 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所