[发明专利]利用碳酸二烷基酯季铵化来合成杂离子化合物

权利要求书

1.制备离子液体的方法，所述方法包括：

(1)将杂原子化合物与碳酸二烷基酯反应以产生所述杂原子化合物的烷基碳酸盐；

(2)用含硫酸根的酸来酸化所述烷基碳酸盐以产生所述杂原子化合物的硫酸氢盐；和

(3)将所述杂原子化合物的硫酸氢盐转变成包含阴离子和烷基-杂原子阳离子的离子液体。

2.如权利要求1所述的方法，其中转变所述杂原子化合物的硫酸氢盐通过如下二者之一进行：

(a)将所述杂原子化合物的硫酸氢盐与钠盐反应，以产生包含所述烷基-杂原子化合物的阳离子和所述钠盐的阴离子的离子液体；或

(b)将所述杂原子化合物的硫酸氢盐与含有所述阴离子的强阴离子交换树脂接触，以产生包含所述阴离子和所述烷基-杂原子化合物的阳离子的离子液体。

3.权利要求1的方法，其中所述杂原子化合物具有式杂-R-X，其中R选自氢、取代和未取代的C₁–C₂₀烷基、取代和未取代的芳烷基，X是选自N、O、P和S、及其混合的杂原子，其能够是线性的或能够形成杂环或杂芳环、或双环，条件是所述杂-R-X不能形成线性胺或咪唑基。

4.权利要求1的方法，其中R是氢。

5.权利要求1的方法，其中所述碳酸二烷基酯含有两个烷基，每个烷基相同或不同并选自取代和未取代的C₁–C₂₀烷基、取代和未取代的芳烷基、及其混合。

6.权利要求4的方法，其中所述烷基是甲基。

7.权利要求1的方法，其中酸化包括使所述烷基碳酸盐与硫酸反应。

8.权利要求2的方法，其中所述杂原子化合物的硫酸氢盐与钠盐的反应在醇和水的混合物中进行。

9.权利要求8的方法，其中所述醇选自乙醇，约90%乙醇、5%异丙醇和5%甲醇的混合物，甲醇，四氢呋喃，及其混合物。

10.权利要求2的方法，其中所述阴离子交换树脂是包含二乙烯基苯（DVB）单元的交联聚苯乙烯聚合物，基于所述树脂的重量，所述二乙烯基苯单元的量从约2.5至约30重量%，其中所述树脂包含阴离子。

11.权利要求10的方法，其中所述阴离子选自卤代磷酸根、六氟磷酸根、烷基磷酸根、芳基磷酸根、硝酸根、硫酸根、硫酸氢根、碳酸根、烷基碳酸根、烷基硫酸根、芳基硫酸根、全氟化烷基和芳基硫酸根、磺酸根、烷基磺酸根、芳基磺酸根、全氟化烷基-和芳基磺酸根、三氟甲磺酸根、甲苯磺酸根、高氯酸根、四氯铝酸根、七氯二铝酸根、四氟硼酸根、烷基硼酸根、芳基硼酸根、酰胺、全氟化酰胺、二氰胺、糖精根、硫氰酸根、羧酸根、乙酸根、三氟乙酸根、双(全氟烷基磺酰)酰胺、氯根（Cl^-）、氢氧根（OH^-）、六氟磷酸根（PF₆^-）、碘根、其它卤根、四氟硼酸根、双(三氟甲基磺酰)酰亚胺（C₂F₆NO₄S₂^-）、三氟甲磺酸根（CF₃SO₃^–；TfO^–）、二氰胺（N(CN)₂^–；dca）、苯甲酸根、乙酰磺胺酸根、糖精根、甲磺酸根、及其混合。

12.权利要求11的方法，其中所述阴离子是氢氧根。

13.权利要求11的方法，其中所述阴离子是甲基碳酸根。

14.权利要求1的方法，其中所述杂原子化合物是1,4-二氮杂双环[2,2,2]辛烷。

15.权利要求1的方法，其中根据以下反应进行所述杂原子化合物与碳酸二烷基酯的反应以产生所述杂原子化合物的烷基碳酸盐：

其中杂-R-X是杂原子化合物；R、R’和R”相同或不同并且选自氢、取代和未取代的C₁–C₂₀烷基、取代和未取代的芳烷基、及其混合；X是选自N、O、P、S及其混合的杂原子，

其中杂-R-X能够是线性的或能够形成杂环或杂芳环、或双环，条件是杂-R-X不能形成线性叔胺或咪唑基。