[发明专利]一种含二价硼簇阴离子的离子液体及其制备方法

说明书

技术领域：

本发明属于离子液体领域，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[closo-B₁₂Cl₁₂]^2-硼簇离子液体以及该类离子液体的制备方法。

背景技术：

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(CB₁₁H₁₂^-，CB₁₁H₆Cl₆^-，和CB₁₁H₆Br₆^-)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[nido-C₂B₉H₁₂]^-和[closo-CB₁₁H₁₂]^-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[closo-B₁₂H₁₁NR₃]^-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[closo-B₁₂H₁₁NR₃]^-生成低熔点离子固体。2009年，Clara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[closo-B₁₂Cl₁₂]^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，其制备方法也是本发明首次提及。本发明中[closo-B₁₂Cl₁₂]^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，本发明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。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种含二价阴离子[closo-B₁₂Cl₁₂]^2-新型硼簇离子液体及其制备方法。本发明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，本发明提供了一种上述含二价阴离子[closo-B₁₂Cl₁₂]^2-硼簇离子液体的制备方法。

本发明的技术方案是：