[发明专利]一种苯并噻唑离子液体及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于离子液体催化剂技术领域，具体涉及一种苯并噻唑离子液体及其制备方法和应用。

背景技术

离子液体具有非挥发性、高热稳定性、选择性溶解能力、良好的理化性质，特别是其有可设计性，这为创新提供了基础，根据反应和经济性要求，可以设计能够满足不同反应条件和特殊反应环境的离子液体。新型离子液体是推动离子液体持续快速发展的必要条件，因此研究新型离子液体的制备与应用具有重大意义。

苯并噻唑具有和现有咪唑类离子液体阳离子相似的结构特征和理化性质，从而被视为一种能制备离子液体的潜在物质；Bronsted酸功能化离子液体酸性较强，酸性位稳定均一、热稳定性好、容易分离、具有固体酸和液体酸的双重优点。利用苯并噻唑制备的Bronsted酸功能化离子液体价格低廉，未见报道。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的不足，本发明目的一是提供一种苯并噻唑离子液体，具有催化效率高、环境友好，操作简单等特点。本发明目的二是提供一种上述苯并噻唑离子液体的制备方法。本发明目的三是提供一种上述苯并噻唑离子液体的应用。

技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种苯并噻唑离子液体，结构通式如下所示：

式中，X为CLO₄^-、NO₃^-、HSO₄^-、H₂PO₄^-中的一种。

所述的苯并噻唑离子液体的制备方法：将等摩尔量的苯并噻唑和无机酸在于低温条件下进行反应，制备出对应的苯并噻唑盐离子液体；其中，含目标阴离子酸为硫酸，磷酸，高氯酸，硝酸中的一种。

所述的苯并噻唑离子液体作为催化剂在合成有机物中的应用。所述的有机物为蓖麻油酸酯。所述的蓖麻油酸酯为蓖麻油酸烷基酯或蓖麻油酸二元醇醚酯等。脂肪醇包括C1-18醇；二元醇醚包括环己二醇单甲醚、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇丙醚、乙二醇丁醚、二乙二醇甲醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇丙醚、二乙二醇丁醚、三乙二醇甲醚、三乙二醇乙醚、三乙二醇丙醚、三乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、丙二醇丙醚、丙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇乙醚、二丙二醇丙醚、二丙二醇丁醚、三丙二醇甲醚、三丙二醇乙醚、三丙二醇丙醚、三丙二醇丁醚。

本发明使用苯并噻唑N原子与无机酸中的H结合成阳离子，阴离子可为CLO₄^-、NO₃^-、HSO₄^-、H₂PO₄^-中的一种，从而设计出一系列活性较高的的苯并噻唑离子液体，其在有机催化合成领域有潜在应用前景。

有益效果：与现有技术相比，本发明的苯并噻唑离子液体，能作为特定有机合成反应的温和、专一、高效催化剂，回收方便，便于循环重复利用，降低生产成本，可以有效减轻对设备的腐蚀。在制备蓖麻油酸酯过程中，使用本发明的苯并噻唑盐离子液体催化剂，催化效率高，催化剂与产品易于分离，生成的产品纯度高，后处理简单，避免了大量的工业废水的产生，减少了环境的污染。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。以下实施例不能理解为对本发明保护范围的限制，如果该领域的技术熟练人员根据上述本发明内容对本发明作出一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。

实施例1

在反应瓶中加入苯并噻唑6.75g（50nmol）的无水乙醇25mL溶液，充分搅拌下于0-5℃，在30min内滴加H₂SO₄12.08g（55nmol）的乙醇10mL溶液，滴完后于室温下反应3h。蒸除溶剂，残余物用乙酸乙酯（3×5mL）洗涤，再用无水乙醇重结晶得产品白色结晶固体，苯并噻唑硫氢酸盐离子液体。产率为98.4%。

实施例2

在反应瓶中加入苯并噻唑6.75g（50nmol）的无水乙醇25mL溶液，充分搅拌下于0-5℃在30min内滴加HCLO₄7.85g（55nmol）的70%水溶液，滴完后于室温下反应3h。蒸除溶剂，残余物用乙酸乙酯（3×5mL）洗涤，无水乙醇重结晶得产品白色粉末，苯并噻唑高氯酸离子液体。计算产率为98.6%。

实施例3