一种含二价硼簇阴离子的离子液体及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种含二价阴离子[closo-B12Cl12]2-的硼簇离子液体及其制备方法，属新型化学材料及其制备技术领域。本发明专利技术涉及的离子液体属硼簇离子液体的一种，我们以硼氢化钠、单质碘、N-烷基咪唑、季铵盐、季磷盐和N-烷基吡啶盐等为原料，制备出含不同阳离子结构的新型硼簇离子液体。该类硼簇离子液体作为一种新型“绿色”、“清洁”的弱配位熔融盐被应用到了离子液体的领域，弥补了传统弱配位离子液体在催化反应中的缺点。与其他硼簇离子液体相比，本发明专利技术涉及的硼簇离子液体具有高的热稳定性和化学稳定性，同时克服了熔点高的缺点，首次实现硼簇离子液体熔点的可设计性，催动了功能化硼簇离子液体在催化反应中的应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于离子液体领域，具体地说是涉及一种离子液体及其制备方法，尤其是一种含二价阴离子2-硼簇离子液体以及该类离子液体的制备方法。
技术介绍
离子液体，也被称为“室温熔融盐”，是指在室温或稍高于室温的条件下呈液态的完全由离子构成的化合物，是近年来涌现出的一类备受关注的新型“绿色溶剂”。与传统的分子溶剂相比，离子液体具有液态范围宽，较好的化学和热稳定性，蒸汽压较低等一系列优点，另外其还具有可调节的物理化学性能，对于一些特定的反应可以设计出有针对性的离子液体来进行催化，从而在当今化学化工的绿色化进程中显示出了巨大的潜力和应用前景，被视为绿色化学和清洁工艺中最有发展前途的溶剂。其中，硼簇离子液体是一种具有极弱配位性质的离子液体，除了离子液体的特殊性质外，其阴离子还具有弱亲核性、还原惰性和电荷分散等性质；同时通过对阳离子进行官能团修饰，可以形成一种功能化的硼簇离子液体。传统的弱配位阴离子，诸如BF4' PF6-和 CF3SO3-,容易分解生成具有高腐蚀性的氢氟酸，使其在催化反应中受到了严重的制约。硼簇阴离子作为一种新型“绿色”、“清洁”的阴离子被应用到了离子液体的领域，弥补了传统弱配位离子液体的缺点。2000年，Reed首次制备出了含有碳硼烷阴离子(CBnH12_，CB11H6Cl6^ 和CB11H6BiV)的离子液体，并首次提出了弱配位硼簇离子液体。随着对硼簇离子液体研究深入，大量含有硼簇阴离子的离子液体被制备出来。2008年，Larsen等人对-和 _做出比较，并且指出前者具有较低的熔点；同年，Gabel等人制备出了含有 _室温离子液体，并且发现钾、锂甚至非溶剂化的质子等正离子也可以和 _生成低熔点离子固体。2009年，Clara Vifias在前人工作的基础上系统的研究了现存的一些硼簇离子液体。含二价硼簇阴离子2_的离子液体属于硼簇离子液体的一种，我们将该类阴离子分别与咪唑、季铵、季磷和吡啶等阳离子结合，生成新型硼簇离子液体属首次报道，其制备方法也是本专利技术首次提及。本专利技术中2_的衍生物不仅可以用于稳定活泼阳离子和强亲电试剂，还可以用来制备双质子超酸H2B12C12和强甲基化试剂 Me2B12Cl12。此外，本专利技术中的硼簇离子液体克服了自身结构高度对称带来的熔点高的缺点， 通过相关方法，该类硼簇离子液体的熔点会随之发生很大的变化，从而，实现其熔点可设计性。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种含二价阴离子2-新型硼簇离子液体及其制备方法。本专利技术中的硼簇离子液体克服了熔点高的缺点，通过相关方法， 该类硼簇离子液体的熔点会随之发生很大的变化，从而，实现其熔点可设计性。另外，本专利技术提供了一种上述含二价阴离子2_硼簇离子液体的制备方法。本专利技术的技术方案是本专利技术提供一类硼簇离子液体，其结构式如下阴离子呈二价，结构为权利要求1.含二价阴离子2_的硼簇离子液体，其特征在于，阴离子呈二价，结构为2_~Ci 阳离子为①+,其中2.权利要求I所述的阴离子为2_，阳离子包含+、+的硼簇离子液体的制备方法。具体合成路线如下3.根据权利要求2所述的方法，其特征是，含二价阴离子2-硼簇离子液体的具体合成步骤为以下任意两种方法之一方法一，包括以下步骤①，在氩气保护的条件下，将NaBH4溶于二甘醇二甲醚，在剧烈搅拌的同时升温至 IOO0C ;此时，将碘单质溶于二甘醇二甲醚并在6h内逐滴滴入反应瓶中；滴加完毕后，反应体系在温度为100 C、危气保护下揽祥12h,促使反应完全生成Na；②，次日，将油浴升温至185°C，反应体系在氩气保护下回流24h后停止反应，减压蒸懼除去溶剂二甘醇二甲醚，得产物NaJB12H12]和相关副产物NaBH4、NaI ；③，将上步除去溶剂后残余固体溶解在水中，然后向其中小心滴加浓盐酸，酸化后的溶液储存在冰箱过夜，温度为+6°C，生成的硼酸过滤除去；④，向上步除去硼酸的滤液中加入三乙胺，得到的浑浊液搅拌12h后，过滤并将得到的固体溶解在水中，50°C水浴中搅拌2h后趁热过滤，温度为50-60°C，除去可溶杂质硼酸等， 产物 JB12H12]经过滤、真空80°C干燥12h制得；⑤，将得到的JB12H12]溶解在水中并向其中加入3当量的氢氧化铯，生成的固体过滤、沸水重结晶、真空80°C干燥8h制得产物CsJB12H12]；⑥，在氩气保护下，将CsJB12H12]溶解在乙腈中，然后向其中缓慢滴加SO2C12;滴加完毕后，升温至65°C回流24小时，停止反应，蒸馏除去溶剂乙腈，生成白色粉末利用沸水重结晶除去可溶杂质，制得产物Cs2 ；⑦，将CsJB12Cl12]溶解在乙腈中，按摩尔比CsJB12Cl12]:物质A=I 2将物质A 溶解在乙腈中并加入到反应瓶中，室温搅拌12h，过滤不溶杂质CsCl，旋蒸除去溶剂乙腈后残余固体粉末经水洗、真空100°C干燥12h，制得2、,和 JB12Cl12]；其中物质 A 为①Cl，其中 R1 = CnH2n+1，η = O 16/CnH2n0H，η = 2 6 ;R2 = CH3 ’② Br,其中 P = phenyl ；m = CnH2n+1, η = 2 16/CnH2n0H, η = 2 6 ;③ Br,其中，R = CnH2n+1 (η = I 16)；方法二，包括以下步骤步骤①-⑥同方法一，制得CsJB12Cl12]；⑦，将物质B溶解在体积比为I : I乙腈与水的混合溶剂中，然后逐滴加入到 Cs2的乙腈溶液中，室温搅拌12h，旋蒸除去溶剂乙腈，得到的固体粉末重新溶解在乙腈中，经过滤、旋蒸、水洗、真空干燥除水(70°C、12h)，制得。其摩尔配比为 CsJB12Cl12]:物质 B = I 2 ；其中物质 B 为[NaaJBr，其中 a = CnH2n+1 (η = I 4) ;m = CnH2n+1，n = 2 16/CnH2n0H， η = 2 6ο全文摘要本专利技术涉及一种含二价阴离子2-的硼簇离子液体及其制备方法，属新型化学材料及其制备
本专利技术涉及的离子液体属硼簇离子液体的一种，我们以硼氢化钠、单质碘、N-烷基咪唑、季铵盐、季磷盐和N-烷基吡啶盐等为原料，制备出含不同阳离子结构的新型硼簇离子液体。该类硼簇离子液体作为一种新型“绿色”、“清洁”的弱配位熔融盐被应用到了离子液体的领域，弥补了传统弱配位离子液体在催化反应中的缺点。与其他硼簇离子液体相比，本专利技术涉及的硼簇离子液体具有高的热稳定性和化学稳定性，同时克服了熔点高的缺点，首次实现硼簇离子液体熔点的可设计性，催动了功能化硼簇离子液体在催化反应中的应用。文档编号C07C209/68GK102584878SQ20121001481公开日2012年7月18日 申请日期2012年1月17日 优先权日2012年1月17日专利技术者周娜, 孙剑, 李海方, 赵国英 申请人:中国科学院过程工程研究所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵国英，周娜，孙剑，李海方，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：