离子液体的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种离子液体的制备方法，将反应原料在紫外光照射下进行反应，从而获得离子液体。本发明专利技术的方法可以加快反应速度且提高离子液体的产率。

Preparation of ionic liquids

The invention discloses a preparation method of ionic liquids, which reacts raw materials under ultraviolet light to obtain ionic liquids. The method of the invention can accelerate the reaction speed and improve the yield of ionic liquids.

【技术实现步骤摘要】
离子液体的制备方法
本专利技术涉及一种离子液体的制备方法，尤其是一种基于咪唑醋酸盐的离子液体的制备方法。
技术介绍
离子液体是一种由体积较大的不对称有机阳离子和体积较小的无机或有机阴离子组成的、在室温下呈熔融态的盐。与传统溶剂相比，离子液体具有诸多优异特性。离子液体在低蒸气压下不易挥发，解决了有机物质容易挥发导致的环境污染问题。离子液体具有低熔点、高极性的特性，可溶解许多有机物及无机物。另外，离子液体具有不可燃性、耐强酸、高热稳定性、高导电度、电化学稳定性高等特点。此外，离子液体可根据不同需求进行设计，使其具有独特性质。离子液体在常压下使用，不但可以降低成本，也可以减少有机溶剂对环境的污染及人类的伤害。因此，离子液体被称为一种绿色环保溶剂。离子液体的制备方法主要包括两种方法：直接合成法和两步合成法。有些离子液体可以通过直接合成法进行制备，亦即通过酸碱中和反应或季铵化反应一步合成离子液体。有些离子液体则无法通过直接合成法制备，因而需要采用两步合成法。通过季铵化反应合成含阳离子的卤盐，然后用目标阴离子置换出卤素离子，再重复用有机溶剂提取离子液体，真空除去溶剂，得到干净的目标离子液体。上述制备工艺需要较长的反应时间，且产率不高。为了加快合成速度，可以在反应槽使用循环加热。此外，微波辅助加热也可以快速合成离子液体。例如，CN1606561A公开了一种离子液体的合成方法，使适当阳离子成分的季铵、鏻、咪唑鎓或吡啶鎓卤化物与适当阴离子成分的酸或其盐进行阴离子交换反应，在超声化下进行反应。又如，CN1958574A公开了一种离子液体的制备方法，采用微波连续反应设备促进反应进行。CN101798281A、CN101798286A和CN101759647A公开了在25～70℃条件下超声辐射制备离子液体。CN101717368A公开了一种在微波条件下制备咪唑类离子液体。CN102516180A公开了一种微波辅助催化制备C-2取代的咪唑类手性离子液体。总体而言，如何进一步加快离子液体的合成速度并提高产率依然是非常重要的课题。此外，CN101468969A公开了采用常规方法获得光响应的离子液体，该离子液体含有光响应的偶氮苯基团，在溶液和纯液态情况下均可保持良好的光致变色性能，在光的作用下能实现离子液体的物理化学性质，例如紫外可见吸收光谱、荧光发射光谱和电导率的可逆变化。CN108997219A公开了采用常规方法获得1-(2-羟乙基)-3-乙烯基咪唑氯离子液体功能单体，其与模板分子(TP5)预聚体复合物的荧光发射光谱和紫外可见光谱显示，两者间产生多重、较强的相互作用，印迹效率高。上述专利文献仅仅提及离子液体具有紫外吸收功能，并未涉及离子液体的制备过程需要紫外光照射。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种离子液体的制备方法，其可以提高离子液体的产率，同时提高离子液体的合成速度。本专利技术进一步的目的在于提供一种离子液体的制备方法，可以获得具有较高电导率及折射率的离子液体。本专利技术提供一种离子液体的制备方法，将反应原料在紫外光照射下进行反应，从而获得离子液体。根据本专利技术的制备方法，优选地，所述紫外光的照射强度为10～1000W/m2，照射时间为3～32小时。根据本专利技术的制备方法，优选地，所述反应在30～50℃的加热条件下进行。根据本专利技术的制备方法，优选地，所述离子液体为咪唑型离子液体，其阳离子为取代或未取代的咪唑阳离子，其阴离子选自氯离子、溴离子、碘离子、六氟磷酸根离子、硝酸根离子、醋酸根离子、四氟硼酸根离子、铝酸根离子、四氯铝酸根离子的一种或多种。根据本专利技术的制备方法，优选地，所述离子液体选自吡啶型离子液体，其阳离子为取代或未取代的吡啶阳离子，其阴离子选自氯离子、溴离子、碘离子、六氟磷酸根离子、硝酸根离子、醋酸根离子、四氟硼酸根离子、铝酸根离子、四氯铝酸根离子的一种或多种。根据本专利技术的制备方法，优选地，所述离子液体为咪唑型离子液体，其阳离子为取代或未取代的咪唑阳离子，其阴离子为醋酸根离子。根据本专利技术的制备方法，优选地，包括如下具体步骤：(1)将摩尔比为1～5:1的咪唑化合物与卤代烷烃溶于有机溶剂形成的反应溶液在30～50℃的加热条件下，在照射强度为10～1000W/m2的紫外光照射下反应6～12小时得到中间产物；(2)将醋酸盐与中间产物混合，在35～50℃的加热条件下，在照射强度为10～1000W/m2的紫外光照射下反应10～20小时得到反应产物；其中，醋酸盐与咪唑化合物的摩尔比为1～5:1；(3)将反应产物中的沉淀物除去，并在50～75℃下真空处理除去有机溶剂，得到离子液体。根据本专利技术的制备方法，优选地，步骤(1)中，所述有机溶剂选自乙醇、甲醇或丙酮。根据本专利技术的制备方法，优选地，步骤(1)中，所述咪唑化合物为N-烷基咪唑，所述烷基为C1～C6的烷基；所述卤代烷烃为氯乙烷；步骤(2)中，所述醋酸盐为醋酸钾。根据本专利技术的制备方法，优选地，步骤(1)和步骤(2)中的紫外光的照射强度相同。本专利技术采用紫外光照射代替传统的微波辐射，意外地发现可以加快反应速度，且提高离子液体的产率。根据本专利技术优选的技术方案，所得离子液体的电导率及折射率也得到改善。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的说明，但本专利技术的保护范围并不限于此。传统的离子液体的制备方法采用循环加热方式，这样可以在一定程度上加快反应速度。但是，为了提高产率，其反应时间依然比较长。微波辅助加热改变了反应原料的加热方式，进而提高了反应速度和产率，但是依然存在一定的局限性。本申请意外地发现，将反应原料在紫外光照射下进行反应获得离子液体，可以同时提高反应速度和离子液体产率。并不受理论束缚，我们推测紫外光照射可以引起反应原料的连续反应，同时不改变分子内部结构，从而高产率地快速合成离子液体。实际上，在本申请之前，根本没有人尝试采用紫外光照射促进离子液体的合成，因而不是本领域技术人员容易想到的。在本专利技术中，离子液体的制备方法包括：将反应原料在紫外光照射下进行反应，从而获得离子液体。反应原料主要表示能够形成离子液体的化合物、盐类及溶剂。反应原料可以包括：(1)提供离子液体的阴离子部分的化合物，(2)提供离子液体的阳离子部分的化合物或盐类，(3)能够同时溶解这些物质的有机溶剂。在反应原料的反应过程中进行紫外光照射，从而促进反应进行。在本专利技术中，所述紫外光的照射强度为10～1000W/m2，优选为30～800W/m2，更优选为60～500W/m2。照射时间为3～32小时，优选为5～30小时，更优选为8～28小时。这样既可以保证离子液体产率，又可以减少反应时间。紫外光照射可以采用高压紫外光源。在本专利技术中，上述反应优选在30～50℃，例如35～50℃的加热条件下进行。在某些实施方案中，上述反应优选在30～50℃，例如35～50℃的循环加热条件下进行。加热装置可以采用本领域已知的那些，这里不再赘述。本专利技术发现，紫外光照射与加热结合，更加有利于提高离子液体产率和加快反应速度。此外，在较低温度下进行反应也有利于节约能耗。本专利技术的离子液体可以选自咪唑型离子液体或吡啶型离子液体。咪唑型离子液体的阳离子为取代或未取代的咪唑阳离子，吡啶型离子液体的阳离子为取代或未取代的吡啶阳离子。取代基可以为C1-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种离子液体的制备方法，其特征在于，将反应原料在紫外光照射下进行反应，从而获得离子液体。

【技术特征摘要】
1.一种离子液体的制备方法，其特征在于，将反应原料在紫外光照射下进行反应，从而获得离子液体。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述紫外光的照射强度为10～1000W/m2，照射时间为3～32小时。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述反应在30～50℃的加热条件下进行。4.根据权利要求1～3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述离子液体为咪唑型离子液体，其阳离子为取代或未取代的咪唑阳离子，其阴离子选自氯离子、溴离子、碘离子、六氟磷酸根离子、硝酸根离子、醋酸根离子、四氟硼酸根离子、铝酸根离子、四氯铝酸根离子的一种或多种。5.根据权利要求1～3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述离子液体选自吡啶型离子液体，其阳离子为取代或未取代的吡啶阳离子，其阴离子选自氯离子、溴离子、碘离子、六氟磷酸根离子、硝酸根离子、醋酸根离子、四氟硼酸根离子、铝酸根离子、四氯铝酸根离子的一种或多种。6.根据权利要求1～3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述离子液体为咪唑型离子液体，其阳离子为取代或未取代的咪唑...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴秀萍，赵张刚，
申请(专利权)人：杭州华樾新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33