一種芳基取代的咪唑鎓四氟硼酸鹽離子液體的制備方法
【專利說(shuō)明】一種芳基取代的咪唑鐺四氟硼酸鹽離子液體的制備方法 一技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于離子液體合成領(lǐng)域，特別涉及一種芳基取代的咪唑鎗四氟硼酸鹽離子 液體的制備方法。 二【背景技術(shù)】
[0002] 離子液體一般由有機(jī)陽(yáng)離子和無(wú)機(jī)陰離子組成，是近十多年來(lái)在綠色化學(xué)的框架 下發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新的介質(zhì)和功能材料，并在有機(jī)合成與催化、新材料開發(fā)、電化學(xué)、環(huán)境 科學(xué)、分離技術(shù)等領(lǐng)域里得到應(yīng)用，離子液體的研究無(wú)論對(duì)科學(xué)基礎(chǔ)理論研究還是實(shí)際應(yīng) 用都有極為重要的意義。特別是咪唑鎗四氟硼酸鹽離子液等可溶解有機(jī)染料，應(yīng)用到染色、 印花工藝中具有重要意義。
[0003] 與傳統(tǒng)的溶劑，如有機(jī)熔劑（VOC)、水、超臨界流體等相比，離子液體具有更多的 優(yōu)點(diǎn)①不揮發(fā)，其蒸氣壓為零，可用于高真空體系，在使用和儲(chǔ)藏過(guò)程中不易損耗和污染環(huán) 境，可循環(huán)使用，符合綠色化學(xué)的要求。②以液態(tài)存在的溫度范圍寬，在較高溫度下也不揮 發(fā)，使得一些高溫反應(yīng)可以在離子液體中實(shí)現(xiàn)。③不易燃燒，不爆炸，不氧化，具有較好的 熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，是許多有機(jī)、無(wú)機(jī)物的優(yōu)良溶劑。④溶解性能好，范圍廣，對(duì)許多 有機(jī)、無(wú)極、金屬有機(jī)化合物和高分子材料都表現(xiàn)出良好的溶解能力，有利于均相反應(yīng)的進(jìn) 行。⑤具有高的離子導(dǎo)電性和較寬的分解電壓窗口，可作為電化學(xué)研究的電解液，用作燃料 電池、電容器等的電解質(zhì)。⑥結(jié)構(gòu)可調(diào)變，通過(guò)設(shè)計(jì)改變陰陽(yáng)離子的組成，可以調(diào)變離子液 體的物理化學(xué)性質(zhì)，品種有數(shù)百種乃至更多，可為化學(xué)反應(yīng)提供新的反應(yīng)環(huán)境。
[0004] 現(xiàn)在越來(lái)越多的離子液體被商業(yè)化，不斷有新型離子液體誕生，本發(fā)明旨在合成 一種芳基取代的咪唑鎗四氟硼酸鹽離子液體運(yùn)用于紡織印花加工技術(shù)，利用具有綠色環(huán)保 離子液體取代印花原糊，實(shí)現(xiàn)生態(tài)無(wú)漿印花清潔化生產(chǎn)目標(biāo)。 三
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明目的在于提供一種芳基取代的咪唑鎗四氟硼酸鹽離子液體的制備方法，以 克服目前制備的離子液體對(duì)染料溶解通用性差或成本高的缺陷。
[0006] 本方案采取的技術(shù)方案如下：
[0007] (1)在兩頸燒瓶中加入N，N-二甲基甲酰胺（DMF)作溶劑，將氫化鈉和2-乙基咪唑 緩緩加入后，保持_15°C，氮?dú)鈿夥障?，將反?yīng)混合物再攪拌，然后氯化芐加入。并將反應(yīng)的 溫度升至_5°C，攪拌3小時(shí)。完成后，反應(yīng)物用甲醇處理，得到粗產(chǎn)物，得到1-芐基-2-乙 基咪唑，記為B。
[0008] (2)在兩頸燒瓶中以四氫呋喃（THF)為溶劑，將烷基溴化物和B緩緩分別加入，將 反應(yīng)混合物在80°C攪拌。反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)混合物在減壓下過(guò)濾，得到1-芐基-3-烷 基-2-乙基咪唑鹽酸鹽。
[0009] (3)在1-芐基-3-烷基-2-乙基咪唑鹽酸鹽的水溶液中加入四氟硼酸鈉（NaBF4)， 反應(yīng)混合物在室溫下攪拌。反應(yīng)結(jié)束后，混合物用二氯甲烷萃取，得到1-芐基-3-烷 基-2-乙基咪唑鎗四氟硼酸鹽離子液體。
[0010] 本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0011] (1).具有合成方法簡(jiǎn)單、條件溫和、對(duì)環(huán)境友好的特色，屬于一種綠色方法。（2). 離子液體中引入芐基和烷基，對(duì)有機(jī)物溶解性好，并且離子液體純度高、產(chǎn)率高。（3).所合 成離子液體的熱穩(wěn)定范圍都比較寬，性質(zhì)穩(wěn)定，通用性強(qiáng)。這種咪唑鎗四氟硼酸鹽離子液體 在紡織印花加工技術(shù)，實(shí)現(xiàn)生態(tài)無(wú)漿印花清潔化生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用前景好。 四【附圖說(shuō)明】
[0012] 圖1是1-芐基-3- 丁基-2-乙基咪唑鹽酸鹽的1HNMR圖。
[0013] 圖2是1-芐基-3- 丁基-2-乙基咪唑鹽酸鹽的13CNMR圖。
[0014] 圖3是1-芐基-3-辛基-2-乙基咪唑鹽酸鹽的1HNMR圖。
[0015] 圖4是1-芐基-3-辛基-2-乙基咪唑鹽酸鹽的13CNMR圖。 五【具體實(shí)施方式】
[0016] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0017] 實(shí)施例1在兩頸燒瓶中加入2LN，N-二甲基甲酰胺（DMF)作溶劑，將氫化鈉（60% 溶液，96g，4mol)和2-乙基咪唑（192. 3g，2mol)緩緩加入后，保持-15°C，氮?dú)鈿夥障?，將?應(yīng)混合物再攪拌30分鐘，然后氯化芐（253g，2mol)加入。并將反應(yīng)的溫度升至-5°C，攪拌 3小時(shí)。完成后，反應(yīng)物用500mL甲醇處理，得到粗產(chǎn)物，得到1-芐基-2-乙基咪唑，記為 B0
[0018] 實(shí)施例2在兩頸燒瓶中以2L四氫呋喃（THF)為溶劑，將烷基溴化物和B按2. 5 : 2 的摩爾比的量緩緩分別加入，將反應(yīng)混合物在80°C攪拌4-6小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)混合 物在減壓下過(guò)濾，得到產(chǎn)率為91 % 1-芐基-3-烷基-2-乙基咪唑鹽酸鹽。
[0019] 實(shí)施例3在1-芐基-3-烷基-2-乙基咪唑鹽酸鹽的水溶液中加入NaBF4，投加量 摩爾比為2 : 2.1，反應(yīng)混合物在室溫下攪拌1.5小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后，混合物用二氯甲烷萃 取，并通過(guò)減壓旋旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，得到1-芐基-3-烷基-2-乙基咪唑鎗四氟硼酸鹽離子液體，產(chǎn) 率在94%以上。
[0020] 實(shí)施例4對(duì)1-芐基-3-烷基-2-乙基咪唑鎗四氟硼酸鹽離子液體進(jìn)行核磁表征。
[0021 ] 結(jié)合附圖，以1_芐基_3- 丁基乙基味唑鹽酸鹽和1_芐基_3-半基乙基 咪唑鹽酸鹽的1HNMR圖和13CNMR進(jìn)行說(shuō)明。
[0022] 1-芐基-3- 丁基-2-乙基咪唑鹽酸鹽：
[0023] 1HNMR(500MHz，CDCl3) :S=7. 28-7. 33(m，4H)，7. 21-7. 24(m，3H)，5. 27(s，2H)， 4.03(t，2H，J= 7.5Hz)，2.99 (q，2H，J= 7.5Hz) ,1.72-1. 78 (m，2H) ,1.29-1. 37 (m，2H)， I. 03 (t, 3H,J= 7. 5Hz),0. 89 (t, 3H,J= 7. 5Hz).
[0024] 13CNMR(125MHz,CDCl3):S=147. 64,129. 38,129. 10,128. 04,122. 05,121. 31， 51. 84,48. 11,31. 99,19. 53,16. 92,13. 49,11. 36.
[0025]I-芐基-3-辛基-2-乙基咪唑鹽酸鹽：
[0026]1HNMR(500MHz，CDCl3):S= 7. 29-7. 36 (m，4H)，7. 23-26 (m，3H)，5. 29 (s，2H)， 4. 04 (t，2H，J= 7. 5Hz)，3. 01 (q，2H，J= 7. 5Hz)，I. 76-1. 82 (m，2H)，I. 19-1. 33 (m，10H)， I. 06 (t, 3H,J= 7. 5Hz), 0. 84 (t, 3H,J= 7. 5Hz).
[0027]13CNMR(125MHz,CDCl3) :S= 147. 65,133. 29,129. 41，129. 12,128. 05,122. 12， 121. 22,51. 91,48. 38,31. 67,30. 09,29. 00,26. 34,22. 57,17. 00,14. 06,11. 38.
[0028] 實(shí)施例5使差熱分析法測(cè)得I-芐基-3-烷基-2-乙基咪唑鎗四氟硼酸鹽離子液 體的穩(wěn)定范圍在160-200度。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種功能化離子液體，其特征為該離子液體的結(jié)構(gòu)式：
2. 如權(quán)利要求1所述的離子液體的制備方法，其特征為以下方法： (1)在兩頸燒瓶中加入N，N-二甲基甲酰胺（DMF)作溶劑，將氫化鈉和2-乙基咪唑緩 緩加入后，保持-15°C，氮?dú)鈿夥障?，將反?yīng)混合物再攪拌30分鐘，然后氯化芐加入。并將反 應(yīng)的溫度升至_5°C，攪拌3小時(shí)。完成后，反應(yīng)物用甲醇處理，得到1-芐基-2-乙基咪唑， 記為B。 ⑵在兩頸燒瓶中以四氫呋喃（THF)為溶劑，將烷基溴化物和B緩緩分別加入，將反應(yīng) 混合物在80°C攪拌4-6小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)混合物在減壓下過(guò)濾，得到1-芐基-3-烷 基-2-乙基咪唑鹽酸鹽。 (3)在1-芐基-3-烷基-2-乙基咪唑鹽酸鹽的水溶液中加入四氟硼酸鈉（NaBF4)，反 應(yīng)混合物在室溫下攪拌1.5小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后，混合物用二氯甲烷（3X10毫升）萃取，得 到1-芐基-3-烷基-2-乙基咪唑鎗四氟硼酸鹽離子液體，產(chǎn)率在94%以上。
3. 如權(quán)利要求2所述制備的離子液體，其特征熱穩(wěn)定范圍在160-200度。
【專利摘要】本發(fā)明屬于離子液體合成領(lǐng)域，特別涉及一種1-芐基-3-烷基-2-乙基咪唑鎓四氟硼酸鹽離子液體的制備方法。先用氯化芐與2-乙基-咪唑反應(yīng)之后，再和溴代脂肪烷反應(yīng)生成季銨鹽，最后使用四氟硼酸鈉與上步的季銨鹽進(jìn)行陰離子交換即可得所述的1-芐基-3-烷基-2-乙基咪唑鎓四氟硼酸鹽離子液體，本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，有以下優(yōu)點(diǎn)：反應(yīng)條件溫和、生產(chǎn)過(guò)程綠色環(huán)保、通用性強(qiáng)。分子構(gòu)結(jié)下：其中n＝3-7。
【IPC分類】C07D233-58
【公開號(hào)】CN104803917
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410045298
【發(fā)明人】張榮華, 朱馴, 高兆昶, 申宏丹
【申請(qǐng)人】鹽城工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院
【公開日】2015年7月29日
【申請(qǐng)日】2014年1月26日