本发明专利技术涉及一类室温离子液体及其制备方法，特别是涉及磷酸酯类离子液体及制备方法，可作为酸性催化剂的载体用于苯的烷基化反应。该离子液体的阴离子为磷酸烷基酯盐，通过叔胺与磷酸烷基酯一步反应制得，反应条件温和、产率高、制造成本降低，适宜工业化应用，该离子液体作为酸性催化剂的载体用于苯的烷基化反应中，具有潜在的经济效益和社会效益。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种，特别是涉及磷酸酯类离子液体及制备方法，可作为酸性催化剂的载体用于苯的烷基化反应。
技术介绍
离子液体是指在室温附近很大的温度范围内均为液体的离子化合物，由于其具有液体温度区间大、溶解范围广、蒸气压极低、热稳定性好等特性而有望成为过程工业的一种重要绿色溶剂。离子液体经过近20年的研究，体系逐渐壮大，但基本上是由含氮有机杂环正离子和无机负离子构成。所涉及的阳离子包括咪唑环取代物+，吡啶环取代物+，季胺+，季磷+等离子；阴离子包括-，-，-，-，-，-，-，-，-，-，-，3-等。2001年第12期《化工进展》“离子液体及其在萃取中的应用研究进展”P16-19页；2002年第21卷第1期《化工进展》绿色溶剂——离子液体的制备与应用(李汝雄王建基)等文献公开的离子液体的制备路线，一般由两步反应构成其中阳离子部分的合成基本上都采用N-取代咪唑，吡啶，叔胺，或叔磷与卤代烃反应首先制备出相应的季胺卤化物X，X，X，X。然后将这些季胺卤化物与含目标阴离子的盐通过复分解反应，制备出含目标阴阳离子的离子液体。为了使复分解反应进行得比较完全，过去通常采用银盐法，生成的卤化银沉淀可以回收利用，但这种方法的成本很高，无法实现规模化生产。现在的离子交换反应一般在非水相中进行，也就是采用将卤化1-甲基-3-烷基咪唑溶解在丙酮或乙腈中，然后将四氟硼酸盐(NaBF4、KBF4或NH4BF4等)或六氟磷酸盐(NaPF6、KPF6或NH4PF6等)溶解其中形成需要的离子液体化合物，这一步的关键在于NaCI、KCI或NH4CI等盐在有机相中不溶，从而可以推动整个反应平衡向产物方向移动。但是该方法的产率很低，而且分离纯化困难。可见离子液体工业化应用的关键在于简化合成步骤，降低制造成本。
技术实现思路
本专利技术提出一种新型离子液体及制备方法，该离子液体由一步反应制得，且反应条件温和、产率高、制造成本降，适宜工业化应用。本专利技术提出的离子液体，由阳离子和阴离子构成，以磷酸烷基酯盐为阴离子，以季胺为阳离子，具有以下结构 或 或 式中R1、R2、R3代表磷酸酯中的烷基，其碳链长度为1～9。式中R1、R11、R21、R31代表叔胺中的烷基。本专利技术离子液体的制备方法将叔胺与磷酸烷基酯或磷酸烷基酯盐在115～150℃温度范围内，反应3～10个小时，反应产物经分离、纯化得到含磷酸烷基酯盐阴离子的离子液体。反应过程如下 反应式中R1、R2、R3代表磷酸酯中的烷基，其碳链长度为1～9。R1、R11、R21、R31代表叔胺中的烷基。本专利技术的方法中叔胺与磷酸烷基酯的摩尔比可以任意，因为从电喷雾质谱分析谱图结果表明，反应物摩尔比的改变不影响产物，原因是由于磷酸烷基酯的分子空间位阻影响，如叔胺与磷酸烷基酯的摩尔比为1∶5-5∶1产物一样，摩尔比为1∶1较为经济。上述的方法中叔胺包括咪唑类、吡啶类、三烷基胺类叔胺物质。如N-甲基咪唑、正三丙胺、吡啶等。上述的磷酸烷基酯为磷酸三乙酯、磷酸三丙酯、磷酸三丁酯等，磷酸烷基酯盐为磷酸二烷基酯盐，如磷酸二异辛酯钠等上述得到的反应物可以采用乙醚洗涤分离纯化；或当叔胺过量使用时采用旋转真空蒸发，蒸出N-甲基咪唑等常用的分离方法来分离。本专利技术的效果提出的新型磷酸酯类离子液体合成方法简单，反应条件温和、产率高、制造成本降，适宜工业化应用，该离子液体作为酸性催化剂的载体用于苯的烷基化反应中，具有潜在的经济效益和社会效益。具体实施例方式实施例1将N-甲基咪唑和磷酸三丁酯按摩尔比1∶1混合于圆底烧瓶中，用油浴锅加热烧瓶，油浴温度为150℃的条件下反应10个小时。反应结束后，自然冷却。用乙醚来纯化反应产物。因为乙醚与N-甲基咪唑和磷酸三丁酯混溶，但与产物不溶。用乙醚多次洗产物以确保完全除去N-甲基咪唑和磷酸三丁酯，最后真空除去乙醚。离子液体的收率86.8％实施例2将N-甲基咪唑与磷酸三丁酯按摩尔比5∶1混合均匀于圆底烧瓶中。油浴锅加热圆底烧瓶，油浴温度为150℃的条件下反应10个小时。反应结束后，放置冷却。在油浴150℃的条件下旋转真空蒸发，蒸出N-甲基咪唑，得到离子液体用电喷雾质谱方法验证本实施例与实施例1的产物相同。实施例3，将N-甲基咪唑与磷酸三丁酯按摩尔比1∶5混合均匀于圆底烧瓶中。油浴锅加热圆底烧瓶，油浴温度为150℃的条件下反应10个小时。反应结束后，放置冷却。磷酸三丁酯不溶于水，所以将水加入圆底烧瓶中，分出油层，得到的水层用旋转蒸发仪蒸出水，得到同实施例1相同的离子液体。实施例4，将吡啶与磷酸三丁酯按摩尔比1∶1混合均匀于圆底烧瓶中，回流反应3个小时，反应温度为回流温度，即吡啶的沸点温度约115℃，反应结束后，放置冷却，得到离子液体反应产物。实施例5，将正三丙胺与磷酸三丁酯按等摩尔比混合均匀于圆底烧瓶中，油浴加热温度为150℃，反应10小时，反应结束后，放置冷却，得到离子液体反应产物。实施例6，将N-甲基咪唑与磷酸三乙酯按摩尔比1∶1混合均匀于圆底烧瓶中，油浴加热温度为150℃反应8个小时，反应结束后，放置冷却，得到离子液体反应产物。实施例7，将N-甲基咪唑与磷酸三丙酯按摩尔比1∶1混合均匀于圆底烧瓶中，油浴加热温度为150℃反应8个小时，反应结束后，放置冷却得到离子液体反应产物，。实施例8，取等摩尔的磷酸二异辛酯与固体氢氧化钠，加水搅拌和超声波反应得到磷酸二异辛酯钠水溶液。将N-甲基咪唑与磷酸二异辛酯钠水溶液等摩尔混合于圆底烧瓶中，油浴加热到140℃回流反应10小时，取上层液体，得到离子液体反应产物。该反应过程如下式 权利要求1.一种室温离子液体，由阳离子和阴离子构成，其特征在于以磷酸烷基酯盐为阴离子，以季胺为阳离子，具有以下结构 或 或 式中R1、R2、R3代表磷酸酯中的烷基，其碳链长度为1～9；式中R、R11、R21、R31代表叔胺中的烷基。2.一种权利要求1所述的室温离子液体的制备方法，其特征在于将叔胺与磷酸烷基酯或磷酸烷基酯盐在115～150℃温度范围内，反应3～10个小时，反应产物经分离、纯化得到含磷酸烷基酯盐阴离子的离子液体。3.根据权利要求2所述的室温离子液体的制备方法，其特征在于所用的叔胺是N-甲基咪唑、正三丙胺、吡啶。4.根据权利要求2所述的室温离子液体的制备方法，其特征在于所用的磷酸烷基酯为磷酸三乙酯、磷酸三丙酯、磷酸三丁酯，磷酸烷基酯盐为磷酸二烷基酯盐。5.根据权利要求2所述的室温离子液体的制备方法，其特征在于叔胺与磷酸烷基酯的摩尔比为1∶5～5∶1。全文摘要本专利技术涉及一类，特别是涉及磷酸酯类离子液体及制备方法，可作为酸性催化剂的载体用于苯的烷基化反应。该离子液体的阴离子为磷酸烷基酯盐，通过叔胺与磷酸烷基酯一步反应制得，反应条件温和、产率高、制造成本降低，适宜工业化应用，该离子液体作为酸性催化剂的载体用于苯的烷基化反应中，具有潜在的经济效益和社会效益。文档编号C07F9/6506GK1785524SQ20041009684公开日2006年6月14日 申请日期2004年12月8日 优先权日2004年12月8日专利技术者李春喜, 于春影, 蒋小川, 王子镐 申请人:北京化工大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种室温离子液体，由阳离子和阴离子构成，其特征在于：以磷酸烷基酯盐为阴离子，以季胺为阳离子，具有以下结构：＊＊＊式中Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３代表磷酸酯中的烷基，其碳链长度为１～９；式中Ｒ、Ｒ１′、Ｒ２′、Ｒ３′代表叔胺中的烷基。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李春喜，于春影，蒋小川，王子镐，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。