[发明专利]一种1-烷基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体的提纯方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种1-烷基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体的提纯方法，属于化工生产领域。

背景技术

室温离子液体就是完全由离子组成的液体,低温(<100℃)下呈液态的盐,它也称为低温熔融盐,一般由有机阳离子和无机阴离子所组成。离子液体具有非挥发特性，较宽热稳定和化学稳定温度范围，良好的溶解性能以及阴、阳离子可设计性等优点能在众多领域当中得到广泛的应用。1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体是一种常见的亲水性离子液体，由于其制备方法简单，已经成为最常用的离子液体之一。1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体主要通过两步合成法合成，首先甲基咪唑与卤代丁烷反应合成1-丁基-3-甲基咪唑卤盐，再通过离子交换使四氟硼酸阴离子取代卤素离子得到产品。在反应过程中不可避免含有少量的水、甲基咪唑、卤代烷烃、卤离子和无机盐等杂质难以去除。传统方法在离子交换后用乙酸乙酯，乙醚等溶剂对离子液体进行多次洗涤。但存在有机溶剂使用量大，物质交换不充分，离子液体损耗等问题。专利200710026306用分子蒸馏的技术提纯离子液体，可以有效的脱除残留挥发性有机反应物，收集重组分得到纯度在99%以上的离子液体。专利200780033516则通过向离子液体中充入一定量的夹带剂后分级结晶提纯离子液体。专利200910196700利用醇与水的互溶性和强烈氢键作用，通过减压蒸馏一次性除去离子液体中的水和醇混合物达到提纯离子液体的目的。专利200910196703公开了一种分离离子液体和水的方法，糖的添加能使离子液体和水自动分层，分液后过滤析出后的糖即得到提纯的离子液体。

发明内容

本发明的目的在于从两步法合成的离子液体出发，将1-烷基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体与不同碳链的醇以不同比例混合后，通过数次升温与降温后分液再真空干燥的方式，去除在原料中和在两步法合成中带来的微量的水、甲基咪唑、卤代烷烃、卤离子和无机盐等杂质，纯度达99%以上的离子液体的方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种1-烷基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体的提纯方法，以1-烷基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体为原料，经过与醇在不同温度下混合后分液去除原料中微量的有机物杂质，制备高纯度离子液体，具体步骤如下：

①加入1.2～2质量份的离子液体到容器中；

②加入1质量份的醇，边搅拌混合边加热至30～110℃，以至完全澄清；

③将澄清的液体置于空气或冰水浴中冷却至0～25℃；

将冷却后的液体静置分层，上层醇回收，下层为纯化的离子液体；

⑤经过HPLC（高效液相色谱法High Performance Liquid Chromatography 简称 HPLC），IC（离子色谱 Ionic Chromatography，简称IC）检测离子液体纯度，离子液体纯度达99%，则经过真空干燥得到产品；纯度不够，则重复流程①②③④。

上述离子液体投入量优选值为1.4～1.6质量份。

上述1-烷基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体指但不仅限于1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-戊基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-己基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐或1-庚基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐。

上述醇为但不仅限于正丙醇、正戊醇、正己醇或正庚醇。

上述1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐提纯，使用正丙醇，加热温度为30～60℃；使用正丁醇，加热温度为50～80℃；使用正戊醇，加热温度为60～90℃；使用正己醇，加热温度为80～110℃。

上述1-戊基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐提纯，使用正丁醇，加热温度为30～50℃；使用正戊醇，加热温度为40～60℃；使用正己醇，加热温度为60～80℃；使用正庚醇，加热温度为70～90℃。

上述1-己基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐提纯，使用正戊醇，加热温度为30～50℃；使用正己醇，加热温度为40～60℃；使用正庚醇，加热温度为50～70℃；使用正辛醇，加热温度为70～90℃。

上述1-庚基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐提纯，使用正己醇，加热温度为30～50℃；使用正庚醇，加热温度为40～60℃；使用正辛醇，加热温度为50～70℃。

上述冷却温度优选值为15～20℃。

 

本发明的有益效果：

（1）不同碳链长短的1-烷基-3甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体可以选择多种碳链长短的醇进行提纯。