[发明专利]制备离子液体的方法

说明书

本发明描述了一种通过使其阴离子为卤化物离子的离子液体(II)与酸 (III)反应而制备离子液体(I)的方法，其中所得的卤化氢通过胺被清除，并 且所得卤化铵能够被分离出去。

离子液体作为溶剂，例如用于进行化学反应的溶剂，正变得日益重要。 例如，P.Wasserscheidt，在Chemie in unserer Zeit 37，52(2003)中，作了 离子液体在多相催化中的用途的综述。然而，还提议了其他应用，例如它 们在萃取或分离过程中作为传热介质的用途等。

在所有这些应用中，所用离子液体的纯度是重要的。例如，杂质可能 对化学反应过程具有不利影响。因此，P.Tyson等(Electrochemical Society Proceedings，99-41卷，161)已经谈及了在液相氢化中和在Suzuki偶合中使 用含氯离子的离子液体时的问题。因此离子液体的制备必须提供具有高纯 度的离子液体。

离子液体常通过相应的氮或磷化合物的季化作用制备，通常使用烷基 卤化物作为烷基化剂。然后如此得到的离子液体本身可以用作溶剂等。然 而，它们通过在易位聚合中替代阴离子也充当用于制备其阴离子不是卤化 物离子的离子液体的原料。然而，这常常遭遇的问题是，所得离子液体仍 然含有痕量卤化物，这在使用该液体作为溶剂等时可能导致上述问题。另 外，除去痕量卤化物在技术上是复杂的，因而造成高的操作成本和/或资金 成本并从而对于该方法的经济性有高度不利的影响。可以提及的实例是包 含HCl的离子液体的汽提，因为在这里有时候几天的汽提时间必须要慎重 考虑。

因此本发明的目的在于提供一种工业上可用的制备离子液体，特别是 制备具有减少的卤化物含量的离子液体的方法。

已经发现，式(I)的离子液体通过使式II的离子液体与式III的酸反应 而制备，其中所得的式IV的酸通过式V的胺被清除，并将所得的式VI 的卤化铵分离出去：

[A]⁺_n[Y]^n-    (I)

其中

[A]⁺是季氮杂环阳离子、氧鎓阳离子、硫鎓阳离子或磷鎓阳离子；

n是1、2、3或4；和

[Y]^n-是选自如下的阴离子：

硫酸根、亚硫酸根和磺酸根，

磷酸根，

膦酸根和次膦酸根(phosphinate)，

亚磷酸根，

亚膦酸根和次亚膦酸根(phosphinite)，

羧酸根和

NO₃^-；

[A]⁺[X]^-    (II)

其中

[A]⁺如上面所定义；和

[X]^-是氟、氯、溴或碘离子；

H⁺_n[Y]^n-    (III)

其中n和[Y]^n-如上面所定义；

H⁺[X]^-    (IV)

其中[X]^-如上面所定义；

NR¹R¹R³    (V)

其中

R¹、R²和R³各自彼此独立地是氢或C₁-C₂₀烷基，其可以任选地被取 代，其中基团R¹、R²和R³的碳原子数合起来至少为10；

[HNR¹R²R³]⁺[X]^-    (VI)

其中基团X、R¹、R²和R³如上面所定义。