离子液体制造技术

本发明专利技术涉及离子液体组合物以及用于制备所述离子液体的方法。所述离子液体包含所公开的具有式Ｉ的阳离子，其中ｎ是１或２，Ｒ１选自由Ｈ、Ｃ１－Ｃ１２烷基、芳基组成的组或与Ｒ２一起可以形成杂环，并且Ｒ２选自由Ｈ、Ｃ１－Ｃ１２烷基、芳基组成的组或与Ｒ１一起可以形成杂环，并且Ｒ３选自由Ｈ和Ｃ１－Ｃ１２烷基组成的组，其中如果ｎ是１，则Ｒ３是Ｃ１－Ｃ１２烷基；并且其中Ｒ１和Ｒ２不同时选自氢。用于制备本文规定的离子液体组合物的方法至少从本文公开的式ＩＩ化合物的至少一步氮取代开始，其中：ｎ是１或２，Ｒ３选自由Ｈ和Ｃ１－Ｃ１２烷基组成的组，并且其中如果ｎ为１，则Ｒ３是Ｃ１－Ｃ１２烷基。进一步提供了该离子液体在化学方法中的应用，所述化学方法至少包括用于电化学氧化的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及可用作离子液体的杂环化合物。本申请要求2007年6月1日提交的临时申请No.60/941,406的优先权。本申请通过引用临时申请No.60/941,406而将其全部内容结合在此。
技术介绍
离子液体是必要地仅包含离子的液体，即熔化盐，但是部分离子液体处于动态平衡，其中液体的大部分由离子物种而不是分子物种组成。此处用到的术语“离子液体”指的是离子组成的液体。在一个实施例中，术语“离子液体”指的是在约100℃以下的温度为液态的由离子组成的液体。 离子液体一般由有机阳离子的盐组成。有机阳离子一般体积较大而且不对称如N-甲基-N-烷基吡咯烷鎓、N-烷基吡啶鎓、1-烷基-3-烷基咪唑鎓和四烷基铵离子。可以采用许多不同的阴离子，从卤素根到无机阴离子如六氟磷酸根和四氟硼酸根，以及大的有机阴离子如双(三氟甲磺酰)亚胺、三氟乙酸根或甲苯-4-磺酸根。例如，US7,157,588B2教导了基于N-取代的吡咯烷酮的组合物，所述N-取代的吡咯烷酮具有通过可变长度的烷基间隔基与吡咯烷酮环分开的侧链铵阳离子。WO2006/136529教导了烷基硫酸吡唑鎓及其制备方法。 本专利技术的目的是提供新颖的离子液体组合物。
技术实现思路
根据本专利技术，提供了包含根据式I的阳离子的离子液体 式I 其中 n是1或2， R1选自由H、C1-C12烷基、芳基组成的组，或与R2一起可以形成杂环，并且 R2选自由H、C1-C12烷基、芳基组成的组，或与R1一起可以形成杂环，并且 R3选自由H和C1-C12烷基组成的组， 其中如果n是1，则R3是C1-C12烷基，优选甲基；并且其中R1和R2不同时选自氢。 在一个优选实施方案中，如果n＝2，则R3为氢。 此处用到的术语“烷基”指的是可以被取代或未取代的支链或非支链、环状或无环、饱和或不饱和(如烯基或炔基)烃基。在为环状时，烷基优选为C3到C12，更优选C5到C10，更优选C5、C6或C7。在为无环时，烷基优选为C1到C10，更优选C1到C6，更优选甲基、乙基、丙基(正丙基或异丙基)、丁基(正丁基、异丁基或叔丁基)或戊基(包括正戊基和异戊基)、更优选甲基。应理解的是此处用到的术语“烷基”包括烷基(支链或非支链)、烯基(支链或非支链)、炔基(支链或非支链)、环烷基、环烯基和环炔基。 烷基可由一个或多个取代基取代，其中可能的取代基包括烷基、芳基、杂芳基、芳烷基(如取代和未取代苄基，包括烷基苄基)、卤原子和含卤基团如卤代烷基(如三氟甲基)或卤代芳基(如氯代苯基)、醇(如羟基、羟烷基、羟芳基、(芳基)(羟基)烷基)、醚(如烷氧基、芳氧基、烷氧烷基、芳氧烷基、烷氧芳基、芳氧芳基)和羧基(如羧醛、烷基羰基或芳基羰基、羧基、羧烷基或羧芳基)、酰胺和腈。 对上述式I进行限定，R1和R2可以是相同或不同的，并且在一个实施方案中不同。 R1和R2可以一起形成包括至少2个碳原子和1个氮原子的杂环。 此处用到的“杂环”指的是单环的，饱和或部分不饱和的杂环基团，其中环包含至少3个成员，优选3-12个成员，更优选5或6个成员，其中一个成员是N原子，并且其它成员中的至少2个是C原子。优选地，杂环是未取代的。作为非限制性的实施例，适合的N-杂环基团包括氮杂环丙基、氮杂环丁基、吡咯烷基、哌啶基、氮杂环庚基(azepanyl)、氮杂环辛基(azocanyl)、氮杂环壬基(azonanyl)、氮杂环癸基(azecanyl)、氮杂环十一烷基和氮杂环十二烷基。 此处用到的术语“芳基”指的是碳环芳香族基团如苯基或萘基(优选苯基)。 芳基可以被一个或多个取代基取代，其中可能的取代基包括烷基、芳基、杂芳基、芳烷基(如取代和未取代苄基，包括烷基苄基)、卤原子和含卤基团如卤代烷基(如三氟甲基)或卤代芳基(氯代苯基)、醇(如羟基、羟烷基、羟芳基、(芳基)(羟基)烷基)、醚(如烷氧基、芳氧基、烷氧芳基、芳氧烷基、烷氧芳基、芳氧芳基)和羧基(如羧醛、烷基羰基或芳基羰基、羧基、羧烷基或羧芳基)、酰胺和腈。优选芳基为未取代的。 此处用到的术语“杂芳基”指的是包含一个或多个优选选自N、O或S中的杂原子的芳基，如吡啶基、吡咯基、喹啉基、呋喃基、噻吩基、噁二唑基、噻二唑基、噻唑基、噁唑基、异噁唑基、吡唑基、三唑基、咪唑基、嘧啶基、吲哚基、吡嗪基或吲唑基。 此处用到的术语“卤素”指的是氟、氯、溴或碘基团。 在一个实施方案中，R1和R2都不选自氢。 在一个实施方案中，R1和R2均为任选取代的C1-C12烷基。优选地，R1为任选取代的C1-C6烷基和/或R2为任选取代的C1-C6烷基。优选R1和R2烷基是未取代的。优选R1是未取代的丁基。优选R2是甲基。优选离子液体阳离子为式Ia或Ib，即，分别为1-丁基-1-甲基-氮杂环庚烷鎓(azepanium)或1-丁基-1，3-二甲基-哌啶鎓 式Ia 式Ib 在另一个实施方案中，R1和R2之一为任选取代的C1-C12烷基和另一个为任选取代的芳基。优选任选取代的烷基为任选取代的C1-C6烷基。优选烷基是未取代的。优选芳基是未取代的。 在另一个实施方案中，R1和R2均为任选取代的芳基。优选芳基是未取代的。 在另一个实施方案中，R1和R2一起形成杂环。优选杂环是不饱和的。优选杂环是具有5或6个成员的不饱和环。在该实施方案中，优选离子液体阳离子是式Ic的阳离子，即6-氮鎓-螺[5，6]十二烷 式Ic 在另一个实施方案中，所述离子液体包括一种或多种都以由式I表示的不同阳离子。 在另一个实施方案中，所述离子液体包括一种或多种都以式I表示的不同阳离子，以及选自由咪唑鎓、吡唑鎓、噁唑鎓、噻唑鎓、三唑鎓、吡啶鎓、哒嗪鎓、嘧啶鎓、鏻和吡嗪鎓组成的组中的一种或多种其它阳离子，其中其它阳离子或所述其它阳离子的每个被选自如此处所定义的C1-C12烷基或芳基中的取代基取代，优选被C1-C12烷基取代。 根据式I的离子液体包括阴离子X-，其优选选自由双(三氟甲磺酰)亚胺、二氰胺、六卤磷酸根(优选六氟磷酸根或六氯磷酸根)、四卤硼酸根(优选四氟硼酸根或四氯硼酸根)、卤素根、硝酸根、硫酸根、磷酸根、碳酸根、磺酸根、羧酸根和硅酸根组成的组。 所述硫酸根备选自由硫酸根、硫酸氢根、烷基或芳基硫酸根、烷基或芳基磺酸根、三氟甲磺酸根和甲苯-4-磺酸根、烷基或芳基氧代阴离子硫酸根组成的组。优选氧代阴离子硫酸根选自过硫酸根(SO52-)、亚硫酸根(SO32-)、连二亚硫酸根(SO22-)、过氧二亚硫酸根(peroxydisulfite)(S2O82-)。 所述磷酸根备选自由磷酸根、磷酸氢根、磷酸二氢根、烷基或芳基磷酸根、烷基或芳基膦酸根、烷基或芳基亚膦酸根、其它的氧代阴离子磷酸根和偏磷酸根组成的组。 所述碳酸根备选自由碳酸根和碳酸氢根、烷基或芳基碳酸根和其它氧代阴离子碳酸根组成的组。 所述羧酸根备选自由烷基羧酸根、芳基羧酸根和乙二胺四乙酸根组成的组。 此处用到的术语“烷基羧酸根”指的具有一个或多个羧酸根基团，优选一个、两个或三个羧酸根基团的烷基化合物。烷基羧酸根包括甲酸根、乙酸根、丙酸根、丁酸根、戊酸根、己酸根、庚酸根、辛酸根、壬酸根、癸酸根、草酸根、琥珀酸根本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种离子液体，其包含根据下式Ⅰ的阳离子：　　＊＊＊　式Ⅰ　　其中：　　ｎ是１或２，　　Ｒ↑［１］选自由Ｈ、Ｃ↓［１］－Ｃ↓［１２］烷基、芳基组成的组，或与Ｒ↑［２］一起可以形成杂环，并且　　Ｒ↑［２］选自由Ｈ、Ｃ↓［１］－Ｃ↓［１２］烷基、芳基组成的组，或与Ｒ↑［１］一起可以形成杂环，并且　　Ｒ↑［３］选自由Ｈ和Ｃ↓［１］－Ｃ↓［１２］烷基组成的组，　　其中如果ｎ是１，则Ｒ↑［３］是Ｃ↓［１］－Ｃ↓［１２］烷基；并且其中Ｒ↑［１］和Ｒ↑［２］不同时选自氢。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2007-6-1 60/941,4061.一种离子液体，其包含根据下式I的阳离子式I其中n是1或2，R1选自由H、C1-C12烷基、芳基组成的组，或与R2一起可以形成杂环，并且R2选自由H、C1-C12烷基、芳基组成的组，或与R1一起可以形成杂环，并且R3选自由H和C1-C12烷基组成的组，其中如果n是1，则R3是C1-C12烷基；并且其中R1和R2不同时选自氢。2.根据权利要求1所述的离子液体，其中n＝1且R3是甲基。3.根据权利要求1所述的离子液体，其中n＝2且R3是氢。4.根据权利要求1-3中任一项所述的离子液体，其中R1是甲基。5.根据权利要求1-4中任一项所述的离子液体，其中R2是丁基。6.根据前述权利要求中任一项所述的离子液体，所述离子液体另外包含阴离子X-，所述阴离子X-选自由双(三氟甲磺酰)亚胺、二氰胺、六卤磷酸根、四卤硼酸根、卤素根、硝酸根、硫酸根、磷酸根、碳酸根、磺酸根、羧酸根和硅酸根组成的组。7.根据权利要求6所述的离子液体，其中所述磺酸根和羧酸根分别是烷基磺酸根和烷基羧酸根。8.根据权利要求6所述的离子液体，其中X-是双(三氟甲磺酰)亚胺。9.根据权利要求6所述的离子液体，其中X-是二氰胺。10.根据权利要求6或8所述的离子液体，所述离子液体为双(三氟甲磺酰)亚胺1-丁基-1-甲基-氮杂环庚烷鎓。11.根据权利要求6或9所述的离子液体，所述离子液体为二氰胺1-丁基-1-甲基-氮杂环庚烷鎓。12.根据权利要求6或8所述的离子液体，所述离子液体为双(三氟甲磺酰)亚胺6-氮鎓-螺[5，6]十二烷。13.根据权利要求6或9所述的离子液体，所述离子液体为二氰胺6-氮鎓-螺[5，6]十二烷。14.根据权利要求6或8中任一项所述的离子液体，所述离子液体为双(三氟甲磺酰)亚胺1-丁基-1，3-二甲基哌啶鎓。15.根据权利要求6或9中任一项所述的离子液体，所述离子液体为二氰胺1-丁基-1，3-二甲基哌啶鎓。16.根据权利要求1-15中任一项所述的离子液体在化学方法中的应用。17.一种用于制备根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯图尔特福赛思，肯尼思R塞登，基思惠斯顿，
申请(专利权)人：因温斯特技术公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]