[发明专利]一种1,4-二甲基-1-烷基哌嗪离子液体、制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及有机合成领域，具体涉及一种1,4-二甲基-1-烷基哌嗪离子液体、制备方法及其应用。

背景技术

离子液体一般由有机阳离子和无机或有机阴离子构成，是在室温或室温附近温度下呈液态的盐类。离子液体具有低蒸汽压、热稳定性和化学稳定性好、可调性强等特点，可以作为一种优良的绿色溶剂和催化剂，被广泛应用于催化合成、分离技术、电化学、石油化工等领域。离子液体有望取代易挥发、毒性高、易燃易爆的传统有机溶剂，因而受到国内外学术界和工业界的广泛关注。

目前广泛研究和应用的离子液体，主要以咪唑、吡啶作为阳离子，季铵盐和季鏻盐类离子液体报道相对较少，尤其是哌嗪类离子液体。美国Energy Fuels杂志2012年第26期第2154～2160页报道了N-甲基哌嗪离子液体用于燃料中萃取脱除芳烃，取得了较好效果，但其中大部分离子液体熔点较高。

公开号为CN102952097A的中国专利文献公开了一种双中心哌嗪离子液体，具有如下结构式：

其中Y-选自BF₄^-、PF₆^-、(CF₃SO₂)₂N^-、(FSO₂)₂N^-和CF₃SO₃^-中的一种。该发明还提供一种上述双中心哌嗪离子液体的制备方法，并指出其在电解液的应用。该制备方法的制备周期太长，并且未涉及产物的纯度。

发明内容

本发明提供了一种新型的1,4-二甲基-1-烷基哌嗪离子液体，并提供了所述哌嗪类离子液体的制备方法，工艺简单、周期短且产率较高。将制备得到的1,4-二甲基-1-烷基哌嗪离子液体用于油品的深度脱硫及二氧化硫气体吸收，均具有较高的效率。

本发明公开了一种1,4-二甲基-1-烷基哌嗪离子液体，具有如下的化学结构通式：

其中，R为C₁～C₁₀的直链烷基；

阴离子Y^-为Cl^-、Br^-、I^-、C₄F₉SO₃^-、C₄H₉OSO₃^-、C₆H₁₃OSO₃^-、C₈H₁₇OSO₃^-、(CF₃SO₂)₂N^-、(CF₃SO₂)₃C^-、(C₂F₅SO₂)₂N^-或(C₂F₅SO₂)₃C^-。

本发明还公开了所述的1,4-二甲基-1-烷基哌嗪离子液体的制备方法。

当阴离子Y^-为Cl^-、Br^-或I^-时，所述1,4-二甲基-1-烷基哌嗪离子液体的制备方法如下：

将摩尔比为1：1～1.5的1,4-二甲基哌嗪和卤代烷分别溶解在乙酸乙酯中，再将1,4-二甲基哌嗪/乙酸乙酯溶液滴入卤代烷/乙酸乙酯溶液中，氮气保护下，在20～80℃下反应12～48h，经去除溶剂、洗涤、干燥后，得到所述的1,4-二甲基-1-烷基哌嗪离子液体；

具体为：

将摩尔比为1：1～1.5的1,4-二甲基哌嗪和卤代烷分别溶解在乙酸乙酯中，再将1,4-二甲基哌嗪/乙酸乙酯溶液滴入卤代烷/乙酸乙酯溶液中，氮气保护下，在20～80℃下反应12～48h，冷却至室温，蒸发溶剂，所得固体经乙酸乙酯洗涤，再经干燥后，得到所述的1,4-二甲基-1-烷基哌嗪离子液体。