[发明专利]一种无水溴化亚铁的制备方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种制备无水溴化亚铁的方法，确切地说，是一种由离子液体催化溴化还原铁粉制备无水溴化亚铁的方法，属于无机化学合成的技术领域。

【背景技术】

溴化亚铁是铁的溴化物，其中铁元素的化合价为+2价，化学式为FeBr2，纯净的溴化亚铁是棕黄色易潮解的固体，可溶于水，由于其具有一定的共价性，也可溶解于乙醚、乙醇等有机溶剂。溴化亚铁在室温下从水溶液中结晶出淡绿色的六水合物，温度升高时，也可结晶出四水合物和二水合物。无水溴化亚铁是一种合成其它重要试剂的中间体，譬如其可以作为合成卟啉铁的铁源。通常制备溴化亚铁的方法是以还原铁粉与氢溴酸发生置换反应以制备其水溶液，但该方法存在的主要不足为：1、原子经济性低，产生大量副产物氢气；2、溴化亚铁水溶液制备成无水溴化亚铁难度很大，如若直接加热干燥易使其发生氧化及水解反应，生成氢氧化铁或氧化铁，一般采用的方法是将溴化亚铁水溶液在溴化氢气流中加热到400℃制得其无水盐，此工艺要求在高温下才能进行，能耗高的同时也对生产设备提出了苛刻的要求。

【发明内容】

本发明目的是克服了现有技术的不足，提供一种反应条件简易，绿色清洁环保，效率高，催化剂可以循环使用的无水溴化亚铁的制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种无水溴化亚铁的制备方法，以还原铁粉为原料，溴化1-正丁基-3-甲基咪唑离子液体为催化剂(BMImBr)，液溴为溴源制备无水溴化亚铁，其特征在于包括以下步骤：

(1)将液溴与溴化1-正丁基-3-甲基咪唑离子液体按摩尔比为1∶(1～50)放入反应器中混合搅拌均匀，再加入与液溴摩尔比为5∶(1～50)的还原铁粉；

(2)将经过步骤(1)处理的反应器置于温度为20℃～90℃水浴中恒温反应10分钟～120分钟，静置冷却至20℃室温后加入有机溶剂进行萃取，再在分液后对其蒸馏，得到无水溴化亚铁。

如上所述的无水溴化亚铁的制备方法，其特征在于步骤(1)中的液溴与离子液体按按摩尔比为1∶(1～10)。

如上所述的无水溴化亚铁的制备方法，其特征在于步骤(2)中的反应温度为20℃～50℃。

如上所述的无水溴化亚铁的制备方法，其特征在于步骤(2)中的反应时间优选为30分钟～60分钟。

如上所述的无水溴化亚铁的制备方法，其特征在于第二步中用于萃取无水溴化亚铁的有机溶剂为无水乙醚。

与现有技术相比，本发明有如下优点：

1、本发明反应条件简易，绿色清洁环保，效率高，催化剂可以循环使用。

2、本发明反应条件温和，甚至室温下还原铁粉在很短的时间内就能完全溴化为无水溴化亚铁。

3、本发明生产成本低，未使用氢溴酸等助剂。

4、本发明催化体系易与反应体系分离，催化剂可以循环使用，降低成本。

【具体实施方式】

实施例1：一种无水溴化亚铁的制备方法，以还原铁粉为原料，溴化1-正丁基-3-甲基咪唑离子液体为催化剂(BMImBr)，液溴为溴源制备无水溴化亚铁，包括以下步骤：

(1)将0.01摩尔(1.6g)液溴加入到0.01摩尔(2.19g)BMImBr离子液体放入反应器中搅拌混合均匀，再加入0.01摩尔(0.56g)的还原铁粉；

(2)把经过步骤(1)处理的反应器置于温度为30℃水浴中恒温反应30分钟，静置冷却至20℃室温后加入乙醚进行萃取，再在分液后对其蒸馏，得到目标产物无水溴化亚铁。

(3)取催化体系重复使用，未明显发现催化剂的催化活性有所降低。

实施例2：

(1)将0.01摩尔(1.6g)液溴加入到0.1摩尔(21.9g)BMImBr离子液体放入反应器中搅拌混合均匀，再加入0.002摩尔(0.112g)的还原铁粉；

(2)把经过步骤(1)处理的反应器置于温度为50℃水浴中恒温反应10分钟，静置冷却至20℃室温后加入乙醚进行萃取，再在分液后对其蒸馏，得到目标产物无水溴化亚铁。

(3)取催化体系重复使用，未明显发现催化剂的催化活性有所降低。

实施例3：

(1)将0.01摩尔(1.6g)液溴加入到0.05摩尔(10.95g)BMImBr离子液体放入反应器中搅拌混合均匀，再加入0.01摩尔(0.56g)的还原铁粉；

(2)把经过步骤(1)处理的反应器置于室温条件下反应6分钟，静置冷却至室温后加入乙醚进行萃取，再在分液后对其蒸馏，得到目标产物无水溴化亚铁。