[发明专利]一种1,3-四羧酸酯基咪唑离子液体的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及新型化学材料制备技术领域，具体涉及一种1,3-四羧酸酯基咪唑离子液体的制备方法。

背景技术

20世纪40年代，Hueley 等在寻找一种电解Al₂O₃温和条件时，偶然发现了具有离子特性的液体化合物，这即为当今离子液体的原型，即第一代离子液体。近年来，作为一类反应介质、溶剂和催化剂，离子液体得到了国内外研究机构和企业的广泛关注，被广泛应用于有机合成、无机合成、聚合反应、化学催化和生物催化等方面。由于与传统溶剂相比较，离子液体具有极佳的溶解性能、低蒸汽压、宽电化学窗口、极低挥发度、结构可裁剪性等优点，因而被称为可设计溶剂和绿色溶剂。离子液体是由阴阳离子组成的一类液体化合物，一般认为，阳离子主要是季铵盐类、季鏻盐类、咪唑类、吡啶类、噻唑类等，阴离子主要是Cl^-、Br^-、BF₄^-、PF₆^-、NO₃^-、CH₃C00^-、CF₃COO^-、C₃F₇COO^-、CF₃SO₃^-等，通过阴阳离子的不同组合，可制备出具有不同物理和化学性质的离子液体。具不完全统计，2010年，有关离子液体的文献量已达到了5000篇以上，与离子液体相关的工业化产值已超过了10亿元。

咪唑离子液体，尤其是带有烷基的咪唑离子液体由于具有合成原料较易得到，反应简单，因而得到了广泛的研究和应用。牛利等人以N-甲基咪唑和溴代烷烃为原料合成制备了无色的1-甲基-3-烷烃咪唑离子液体（中国发明专利，公开号CN 101492423A）。为了提高咪唑离子液体的应用广度和深度，近年来不断有人把羧酸酯基引入咪唑离子液体结构中，从而改善其物理和化学特性。Sawant等人在2010年Catalysis Communication 第12卷第273-276页上以甲基咪唑为原料，与溴乙酸乙酯反应，制备出了1-甲基-3-乙酸乙酯基咪唑离子液体，但是本发明涉及的1,3-四羧酸酯基咪唑离子液体的制备方法至今未见报道。

发明内容

本发明为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：一种1,3-四羧酸酯基咪唑离子液体的制备方法，所述方法包括以下步骤：

步骤一、按摩尔比为1：1～1：2取咪唑和不饱和双羧酸酯加入到有机溶剂中，回流反应12～24个小时，反应结束后，将有机溶剂和未反应的原料蒸出，得到1-双羧酸酯基咪唑，备用；

其中，不饱和双羧酸酯为有机酸部分含有双键的不饱和双羧酸酯；

步骤二、按摩尔比为1：10～1：20取有机饱和二酸和有机醇加入到有机溶剂中，回流反应12～24个小时，反应结束后，将反应液倒入水中，以二氯甲烷为萃取剂，萃取得到有机羧酸二酯，备用；

其中，有机饱和二酸为含有羟基的有机饱和二酸；

步骤三、取步骤二中制备的有机羧酸二酯用有机溶剂溶解，按有机羧酸二酯和三溴化磷的摩尔比为1：1～1：1.5加入三溴化磷，控制反应温度为30～60℃进行反应，反应结束后，将反应液倒入水中，以二氯甲烷为萃取剂，萃取得到反应产物，备用；

步骤四、按摩尔比为1：1～1：1.5取步骤三的产物和步骤一的产物混合，回流反应12～24小时，加入二氯甲烷，然后将反应液倒入水中，从萃取水相中即得到1,3-四羧酸酯基咪唑离子液体溴盐；

步骤五、按摩尔比为1:1，取1,3-四羧酸酯基咪唑离子液体溴盐与钾盐或钠盐混合，搅拌反应6～12小时，反应结束后通过重结晶去除反应生成的溴化钾或溴化钠，得到1,3-四羧酸酯基咪唑离子液体；

其中，钾盐或钠盐为含有Cl^-、BF₄^-、PF₆^-、NO₃^-、CH₃C00^-或CF₃COO^-阴离子的钾盐或钠盐。

所述步骤一中使用的有机溶剂为甲苯、丙酮、乙酸乙酯或乙醇。

所述步骤二中使用的有机溶剂为甲苯或乙酸乙酯。

所述步骤三中使用的有机溶剂为甲苯、乙酸乙酯或二氯甲烷。