[发明专利]树枝形结构离子液体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体涉及一类树枝形结构离子液体及其制备方法。 

背景技术

发展高效和高选择性的有机合成方法是目前有机化学领域的一个重要研究内容。通过引入特殊的反应介质来提高化学反应的选择性和反应效率是目前切实可行的方法之一。离子液体由于其具有不挥发、液程宽、溶解强、可调节等特性(Seddon,K.R.Chem.Biotechnol.1997,2,351)，成为目前绿色化学最具有发展前景反应介质之一。离子液体与有机溶剂相比，具有不挥发、不易燃易爆、不易氧化、较高的热稳定性和化学稳定性，它们能为化学反应提供不同于传统分子溶剂的环境，这可能改变反应机理，使一些在有机溶剂中不易实现的反应得以在比较温和的条件下快速进行。因此，近年来在有机合成中作为溶剂或催化剂得到了广泛的应用(Welton,T.Chem.Rev.1999,99,2071;Dupont,J.;de Souza,R.F.;Suarez,P.A.Z.Chem.Rev.2002,102,3667;Miao,W.;Chan,T.H.Acc.Chem.Res.2006,39,897.)。 

树枝形聚合物是一类围绕中心核、外围基团随着代数的增加呈指数级别增长的化合物，具有合成可控、分子量单一等特点。外部为极性、内部为非极性的树枝形聚合物与胶束具有相似的微环境，被称为“静态单分子胶束”(J.Am.Chem.Soc.1989,111,2339;Angew.Chem.,Int.Ed.1991,30,1176;J.Am.Chem.Soc.1990,112,8515;J.Am.Chem.Soc.1999,121,9471.)，研究表明，树枝形聚合物作为微反应器与胶束相比，对某些反应表现出更好的选择性作用和独特的优点，因此越来越多的树枝形聚合物作为微反应器被应用于有机化学反应中(Angew.Chem.,Int.Ed.1997,36,1526;J.Am.Chem.Soc.1999,121,3035;J.Am.Chem.Soc.2001,123,6840;Nano Lett.2002,2,999;New J.Chem.2010,34,718. 

在树枝形聚合物外围共价修饰离子液体，得到具有树枝形结构的离子液体，这种树枝形结构的离子液体可视为一种“液体分子筛”，其兼具普通离子液体和树枝形聚合物的特点，一方面可将离子液体作为微反应器或反应介质来控制反应路径，提高反应选择性；另一方面可以利用离子液体的可调控性，方便的实现反应体系中反应产物和树枝形结构离子液体的分离，简化分离操作，实现重复利用。 

发明内容

本发明的第一个目的是提供一类树枝形结构的离子液体。该离子液体可以作为一种环境友好的新型反应介质，用于有机反应；并且能够实现在水相和非水相之间相转移过程，便于重复利用。 

本发明的第二个目的是提供一类树枝形结构离子液体的制备方法。该方法是以外围为炔基的1~4代芳醚树枝形聚合物与一端带有叠氮基团的甲基咪唑盐通过Click反应连接，从而高产率的得到树枝形结构的离子液体。 

本发明提供一种树枝形结构的离子液体，具有如下分子结构： 

其中，R选自： 

式中，n=1~10，表示直链烷基链的碳原子数为3~12； 

X表示不同类型的阴离子，为卤素阴离子（F^-、Cl^-、Br^-、I^-）、对甲苯磺酸根（OTs^-）、三氟甲磺酸根（OTf^-）、四氟硼酸根（BF₄^-）、六氟磷酸根（PF₆^-）、双三氟甲磺酸取代氨基阴离子（NTf₂^-）。 

本发明提供一种树枝形结构离子液体的制备方法，包括以下步骤：