專利名稱：一種1,3-四羧酸酯基咪唑離子液體的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及新型化學(xué)材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種1，3-四羧酸酯基咪唑離子液體的制備方法。
背景技術(shù)：
20世紀(jì)40年代，Hueley等在尋找一種電解Al2O3溫和條件時，偶然發(fā)現(xiàn)了具有離子特性的液體化合物，這即為當(dāng)今離子液體的原型，即第一代離子液體。近年來，作為一類反應(yīng)介質(zhì)、溶劑和催化劑，離子液體得到了國內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)的廣泛關(guān)注，被廣泛應(yīng)用于有機(jī)合成、無機(jī)合成、聚合反應(yīng)、化學(xué)催化和生物催化等方面。由于與傳統(tǒng)溶劑相比較，離子液體具有極佳的溶解性能、低蒸汽壓、寬電化學(xué)窗口、極低揮發(fā)度、結(jié)構(gòu)可裁剪性等優(yōu)點(diǎn)， 因而被稱為可設(shè)計(jì)溶劑和綠色溶劑。離子液體是由陰陽離子組成的一類液體化合物，一般認(rèn)為，陽離子主要是季銨鹽類、季鱗鹽類、咪唑類、吡啶類、噻唑類等，陰離子主要是Cr、Br_、 BF4_、PF6_、N03_、CH3C00_、CF3C00_、C3F7C00_、CF3S03_等，通過陰陽離子的不同組合，可制備出具有不同物理和化學(xué)性質(zhì)的離子液體。具不完全統(tǒng)計(jì)，2010年，有關(guān)離子液體的文獻(xiàn)量已達(dá)到了 5000篇以上，與離子液體相關(guān)的工業(yè)化產(chǎn)值已超過了 10億元。咪唑離子液體，尤其是帶有烷基的咪唑離子液體由于具有合成原料較易得到，反應(yīng)簡單，因而得到了廣泛的研究和應(yīng)用。牛利等人以N-甲基咪唑和溴代烷烴為原料合成制備了無色的1-甲基-3-烷烴咪唑離子液體(中國發(fā)明專利，公開號CN 101492423A)。為了提高咪唑離子液體的應(yīng)用廣度和深度，近年來不斷有人把羧酸酯基引入咪唑離子液體結(jié)構(gòu)中，從而改善其物理和化學(xué)特性。Sawant等人在2010年Catalysis Communication第12 卷第273-276頁上以甲基咪唑?yàn)樵希c溴乙酸乙酯反應(yīng)，制備出了 1-甲基-3-乙酸乙酯基咪唑離子液體，但是本發(fā)明涉及的1，3_四羧酸酯基咪唑離子液體的制備方法至今未見報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題的不足，所采用的技術(shù)方案是一種1，3-四羧酸酯基咪唑離子液體的制備方法，所述方法包括以下步驟
步驟一、按摩爾比為1 :1 1 :2取咪唑和不飽和雙羧酸酯加入到有機(jī)溶劑中，回流反應(yīng)12 M個小時，反應(yīng)結(jié)束后，將有機(jī)溶劑和未反應(yīng)的原料蒸出，得到1-雙羧酸酯基咪唑，備用；
其中，不飽和雙羧酸酯為有機(jī)酸部分含有雙鍵的不飽和雙羧酸酯； 步驟二、按摩爾比為1 :10 1 :20取有機(jī)飽和二酸和有機(jī)醇加入到有機(jī)溶劑中，回流反應(yīng)12 M個小時，反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)液倒入水中，以二氯甲烷為萃取劑，萃取得到有機(jī)羧酸二酯，備用；
其中，有機(jī)飽和二酸為含有羥基的有機(jī)飽和二酸；
步驟三、取步驟二中制備的有機(jī)羧酸二酯用有機(jī)溶劑溶解，按有機(jī)羧酸二酯和三溴化磷的摩爾比為1 1 1 1. 5加入三溴化磷，控制反應(yīng)溫度為30 60°C進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)液倒入水中，以二氯甲烷為萃取劑，萃取得到反應(yīng)產(chǎn)物，備用；
步驟四、按摩爾比為1 :1 1 :1. 5取步驟三的產(chǎn)物和步驟一的產(chǎn)物混合，回流反應(yīng) 12 M小時，加入二氯甲烷，然后將反應(yīng)液倒入水中，從萃取水相中即得到1，3-四羧酸酯基咪唑離子液體溴鹽；
步驟五、按摩爾比為1:1，取1，3-四羧酸酯基咪唑離子液體溴鹽與鉀鹽或鈉鹽混合，攪拌反應(yīng)6 12小時，反應(yīng)結(jié)束后通過重結(jié)晶去除反應(yīng)生成的溴化鉀或溴化鈉，得到1，3-四羧酸酯基咪唑離子液體；
其中，鉀鹽或鈉鹽為含有Cl—、BF4_、PFp NO” CH3COO-或CF3COO-陰離子的鉀鹽或鈉鹽。所述步驟一中使用的有機(jī)溶劑為甲苯、丙酮、乙酸乙酯或乙醇。所述步驟二中使用的有機(jī)溶劑為甲苯或乙酸乙酯。所述步驟三中使用的有機(jī)溶劑為甲苯、乙酸乙酯或二氯甲烷。所述步驟四中使用的有機(jī)溶劑為乙酸乙酯或乙醇。有益效果
1、本發(fā)明的方法制得的1，3-四羧酸酯基咪唑離子液體，是極好的反應(yīng)介質(zhì)、溶劑和催化劑，并且具有極佳的溶解性能、低蒸汽壓、寬電化學(xué)窗口、極低揮發(fā)度、結(jié)構(gòu)可裁剪性等優(yōu)
點(diǎn)ο2、本發(fā)明選用甲苯、丙酮、乙酸乙酯或乙醇為反應(yīng)溶劑，其成本低廉，危害性均較3、本發(fā)明的制備反應(yīng)條件溫和，分離手段簡單，操作條件易于實(shí)現(xiàn)，便于掌握，適合于規(guī)?；a(chǎn)。4、本發(fā)明的方法可通過改變有機(jī)酸和醇，可以得到種類更加多樣的有機(jī)酸酯，進(jìn)而可以得到多品種的咪唑離子液體。5、本發(fā)明的方法可通過對陰離子的改變，可以得到更多種類的離子液體。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明制得的1，3-四羧酸酯基咪唑離子液體的化學(xué)結(jié)構(gòu)通式如下
R1-N^I/N-R2 八
其中，R1和&是具有如下結(jié)構(gòu)的雙羧酸酯基
權(quán)利要求
1.一種1，3-四羧酸酯基咪唑離子液體的制備方法，其特征在于所述方法包括以下步驟步驟一、按摩爾比為1 :1 1 :2取咪唑和不飽和雙羧酸酯加入到有機(jī)溶劑中，回流反應(yīng)12 M個小時，反應(yīng)結(jié)束后，將有機(jī)溶劑和未反應(yīng)的原料蒸出，得到1-雙羧酸酯基咪唑，備用；其中，不飽和雙羧酸酯為有機(jī)酸部分含有雙鍵的不飽和雙羧酸酯；步驟二、按摩爾比為1 :10 1 :20取有機(jī)飽和二酸和有機(jī)醇加入到有機(jī)溶劑中，回流反應(yīng)12 M個小時，反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)液倒入水中，以二氯甲烷為萃取劑，萃取得到有機(jī)羧酸二酯，備用；其中，有機(jī)飽和二酸為含有羥基的有機(jī)飽和二酸；步驟三、取步驟二中制備的有機(jī)羧酸二酯用有機(jī)溶劑溶解，按有機(jī)羧酸二酯和三溴化磷的摩爾比為1 :1 1 :1. 5加入三溴化磷，控制反應(yīng)溫度為30 60°C進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)液倒入水中，以二氯甲烷為萃取劑，萃取得到反應(yīng)產(chǎn)物，備用；步驟四、按摩爾比為1 :1 1 :1. 5取步驟三的產(chǎn)物和步驟一的產(chǎn)物混合，回流反應(yīng) 12 M小時，加入二氯甲烷，然后將反應(yīng)液倒入水中，從萃取水相中即得到1，3-四羧酸酯基咪唑離子液體溴鹽；步驟五、按摩爾比為1 1，取1，3-四羧酸酯基咪唑離子液體溴鹽與鉀鹽或鈉鹽混合，攪拌反應(yīng)6 12小時，反應(yīng)結(jié)束后通過重結(jié)晶去除反應(yīng)生成的溴化鉀或溴化鈉，得到1，3-四羧酸酯基咪唑離子液體；其中，鉀鹽或鈉鹽為含有Cl—、BF4_、PFp NO” CH3COO-或CF3COO-陰離子的鉀鹽或鈉鹽。
2.如權(quán)利要求1所述的一種1，3-四羧酸酯基咪唑離子液體的制備方法，其特征在于 所述步驟一中使用的有機(jī)溶劑為甲苯、丙酮、乙酸乙酯或乙醇。
3.如權(quán)利要求1所述的一種1，3-四羧酸酯基咪唑離子液體的制備方法，其特征在于 所述步驟二中使用的有機(jī)溶劑為甲苯或乙酸乙酯。
4.如權(quán)利要求1所述的一種1，3-四羧酸酯基咪唑離子液體的制備方法，其特征在于 所述步驟三中使用的有機(jī)溶劑為甲苯、乙酸乙酯或二氯甲烷。
5.如權(quán)利要求1所述的一種1，3-四羧酸酯基咪唑離子液體的制備方法，其特征在于 所述步驟四中使用的有機(jī)溶劑為乙酸乙酯或乙醇。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種1,3-四羧酸酯基咪唑離子液體的制備方法，包括以下步驟步驟一、取咪唑和不飽和雙羧酸酯反應(yīng)后萃取得到1-雙羧酸酯基咪唑；步驟二、取有機(jī)飽和二酸與有機(jī)醇反應(yīng)結(jié)束后萃取得到有機(jī)羧酸二酯；步驟三、取步驟二中制備的有機(jī)羧酸二酯，加入三溴化磷，反應(yīng)后萃取得到反應(yīng)產(chǎn)物；步驟四、取步驟三的產(chǎn)物和步驟一的產(chǎn)物混合，反應(yīng)后萃取，從水相中得到1,3-四羧酸酯基咪唑離子液體溴鹽；步驟五、將1,3-四羧酸酯基咪唑離子液體溴鹽與鉀鹽或鈉鹽混合，反應(yīng)得到1,3-四羧酸酯基咪唑離子液體，可以用做反應(yīng)介質(zhì)、溶劑和催化劑，制備反應(yīng)條件溫和，分離手段簡單，操作條件易于實(shí)現(xiàn)，便于掌握，適合于規(guī)?；a(chǎn)。
文檔編號C07D233/90GK102558063SQ20121000310
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月6日
發(fā)明者吳峰敏, 汪小偉, 王道皓, 郭旭明, 黃亞楠 申請人:河南科技大學(xué)