專利名稱：離子液體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用相對低廉的反應(yīng)劑來制備離子液體的方法。
離子液體主要是在低于室溫時熔化的鹽或鹽的混合物。這種鹽或混合物包括陽離子和陰離子以及其本身就是鹽的陰離子，如鹵鋁酸鹽(haloaluminate)。因而離子液體包括一種或多種陰離子的多種組合例如鹵鋁酸根、硝酸根、硫酸根、氟硼酸根和乙酸根與一種或多種陽離子相結(jié)合，例如各具有烴基取代基的咪唑鎓，吡啶鎓，以及磷鎓陽離子。陽離子源的例子包括一種或多種1-甲基-3-丁基鹵化咪唑鎓，1-丁基鹵化吡啶鎓，四丁基鹵化磷鎓。
已知用多種方法制備這樣的離子液體。例如，Wilkes等在J Chem.Soc.Chem.Comm.965(1992)描述了制備離子液體的方法，包括(i)將陰離子如乙酸根、四氟硼酸根、硝酸根或硫酸根的銀鹽甲醇-水溶液和等摩爾量的1-乙基、3-甲基氯化咪唑鎓甲醇-水溶液混合(ii)濾去生成的氯化銀沉淀和(iii)蒸發(fā)溶劑以留下如此形成的離子液體。盡管這種方法效率很高，但是因為銀鹽相對昂貴，故而相對不夠經(jīng)濟。現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)這種離子液體可以用相對低廉的原料制備。
因此，本發(fā)明是制備所說離子液體的方法，所說方法包括將在離子液體中所需陰離子的鉛鹽溶液和在所說離子液體中所需陽離子鹵化物溶液反應(yīng)，分離如此形成的鹵化鉛沉淀，以留下所需離子液體的溶液。
用于制備所需離子液體的鉛鹽可選自乙酸鹽、氟硼酸鹽、硝酸鹽和硫酸鹽。與鉛鹽反應(yīng)的陽離子鹽可選自包括氯化咪唑鎓、氯化吡啶鎓、氯化磷鎓，以及這些陽離子的烴基取代衍生物。這樣的陽離子包括H-吡啶鎓；烷基吡啶鎓；烷基，烷基咪唑鎓；三烷基，烷基磷鎓；以及三烷基，烷基銨。這些陽離子中每一種烴基例如烷基可以含有2～20個碳原子。
這兩種鹽適于以等摩爾比，以及以其分別的溶液形式，例如合適的水性醇溶液如甲醇水溶液進行反應(yīng)。醇的水溶液適于以體積比為約4∶1含有醇和水。反應(yīng)可在室溫下進行，生成的氯化鉛沉淀可從溶液中過濾而分離。為了使該反應(yīng)完全，優(yōu)選讓由分離最初氯化鉛沉淀所獲的濾液再靜置一段較長的時間。該步驟適于通過將溶液置于溫度較低處如冰箱中靜置過夜以使任何殘存于溶液中的氯化鉛(室溫下水中有小的溶解度)分離出經(jīng)進一步過濾而除去。此后，濾液中的溶劑組分可通過傳統(tǒng)的方法如蒸餾或旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)而除去，從而留下所需離子液體。
以上描述的方法可用來從任意陽離子制備離子液體，該陽離子可選自咪唑鎓、吡啶鎓、或磷鎓的鹵化物或其烴基取代的衍生物，特別是包括H-吡啶鎓；烷基吡啶鎓；烷基，烷基咪唑鎓；三烷基，烷基磷鎓；以及三烷基，烷基銨的那些陽離子。
用本發(fā)明的方法制備的離子液體可以用于所有已知的、由該離子液體作為催化劑的反應(yīng)中，如齊聚反應(yīng)、聚合反應(yīng)和烷基化反應(yīng)。
參見下述實施例可使本發(fā)明得到進一步說明。實施例11-丁基，3-甲基硝酸咪唑鎓的制備將硝酸鉛(0.2M)溶于400ml甲醇水溶液(4∶1v/v)中。不是所有固體都溶解，所以再加入100ml蒸餾水并將溶液回流直到所有白色固體溶解為止。另外將丁基，甲基氯化咪唑鎓溶于100ml甲醇水溶液(4∶1v/v)然后將其加至硝酸鉛溶液中。生成白色沉淀。然后將混合物在70～100℃回流約30分鐘，然后冷卻至室溫。過濾冷卻溶液以分離沉淀，將濾液置于冰箱內(nèi)以使任何溶解的氯化鉛進一步沉淀。再過濾，再次回收濾液。100℃真空蒸發(fā)約90分鐘以從第二次濾液中除去含水的甲醇溶劑。回收基本上不含溶劑的，含有1-丁基，3-甲基硝酸咪唑鎓的黃色離子液體。
權(quán)利要求
1.一種用于制備離子液體的方法，所述方法包括將在該離子液體中所需陰離子的鉛鹽溶液和在所述離子液體中所需陽離子的鹵化物溶液反應(yīng)，分離如此形成的鹵化鉛沉淀以留下所需離子液體的溶液。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中用于制備所述離子液體的鉛鹽選自乙酸鹽、氟硼酸鹽、硝酸鹽和硫酸鹽。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中與鉛鹽反應(yīng)的陽離子鹽選自氯化咪唑鎓、氯化吡啶鎓、氯化磷鎓以及這些陽離子的烴基取代衍生物。
4.如上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中與鉛鹽反應(yīng)的陽離子鹽選自H-吡啶鎓；烷基吡啶鎓；烷基，烷基咪唑鎓；三烷基，烷基磷鎓；以及三烷基，烷基銨。
5.如權(quán)利要求3或4所述的方法，其中陽離子中的每一種烴基均含有2～20個碳原子。
6.如上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中鉛鹽和陽離子鹽分別以其溶液的形式以等摩爾比反應(yīng)。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中的鹽以其醇的水溶液形式存在。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其中的醇水溶液中包含體積比約為4∶1的醇和水。
9.如上述權(quán)利要求6～8中任一項所述的方法，其中的反應(yīng)在室溫下進行，生成的氯化鉛沉淀通過過濾從溶液中分離。
10.如上述權(quán)利要求中任一項所述的以及在上文參見實施例描述的生產(chǎn)離子液體的方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于制備離子液體的方法，該方法包括將在該離子液體中所需陽離子的鉛鹽溶液與在所述離子液體中所需陽離子的鹵化物溶液反應(yīng)，然后分離由此產(chǎn)生的鹵化鉛沉淀以留下所需離子液體的溶液。離子液體有許多用途，它可用作許多種烴類轉(zhuǎn)化反應(yīng)中，例如烷基化反應(yīng)、齊聚反應(yīng)、異構(gòu)化反應(yīng)和聚合反應(yīng)中的催化劑。
文檔編號C07D213/18GK1140422SQ9519158
公開日1997年1月15日 申請日期1995年11月28日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月13日
發(fā)明者B·艾里斯 申請人:英國石油化學(xué)品有限公司