[发明专利]提纯两性离子液体前驱体的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种提纯两性离子液体前驱体的方法，特别是涉及一种两性离子液体前驱体结晶提纯方法。

背景技术

离子液体是低熔点盐，通常由有机阳离子和无机/有机阴离子组成。离子液体的物理化学性质可通过改变阴阳离子或对阴阳离子进行修饰调控，到目前为止，已经有上千种离子液体被开发出来，根据预测，离子液体可开发的数目可以达到 10亿种，所以离子液体也被称为是“可设计溶剂”，具有十分巨大的发展前景。随着“绿色化学”的崛起，化工生产过程引起的环境污染问题一定程度上得到了缓解，离子液体的应用将创造一个更清洁更可持续发展的绿色化学。通过设计酸功能化的离子液体用于酸催化反应，可替代硫酸、盐酸等传统酸作催化剂。酸性离子液体在此情况下应运而生，其独特的性质使它在反应中既可以作为催化剂，又可以充当溶剂。目前，酸性离子液体已被应用到酯化、聚合、烷基化、酰化、醇新型磺酸功能化离子液体的合成及在纤维素水解中的应用醛缩合、频哪醇重排及贝克曼重排等各种有机反应中，均表现出了较高的催化活性、选择性和循环使用性。随着对离子液体应用的深入研究，对高纯离子的需求不断增加。

目前纯化离子液体的方法主要有原料提纯法和离子液体高温低压蒸馏法。原料提纯法是在合成离子液体前，将所用原料进行进一步的提纯，通常采用回流蒸馏方法提纯有机物，升华的方法提纯金属盐，原料提纯法可以显著提高合成离子液体的纯度，但是在反应后残留的未反应物仍然存在。高温低压蒸馏法是在高温加热及低压下，使挥发性杂质通过扩散的方式从离子液体中挥发出来，从而提纯离子液体，这种方法也存在很多缺点：一方面由于离子液体黏度较大，挥发性杂质扩散过程比较缓慢，因此纯化过程需要消耗大量的能量和时间；另一方面这种方法并不能完全除去离子液体中的杂质，离子液体中存在的某些低聚物或在高压低温蒸馏过程中热稳定性差的离子液体热分解产生的低聚物或碳化物不能有效除去。专利200580041987.0公开了一种采用结晶法提纯离子液体的方法，直接将离子液体熔体部分结晶分离后提纯离子液体，能耗较低，但提纯浓度最高只能大95-99.9%。可见，传统的提纯方法在提纯离子液体过程中仍存在许多缺陷，导致了这些方法无法进一步提高离子液体的纯度。而残留在离子液体中的杂质，如未反应原料及低聚物等，对于离子液体的应用及研究会产生不良影响。

因此，进一步提高离子液体的纯度已成为离子液体应用及研究过程中刻不容缓要解决的首要问题。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明目的在于：提供一种提纯两性离子液体前驱体的方法。

具体的技术方案如下：

一种提纯两性离子液体前驱体的方法，将粗两性离子液体前驱体加入溶解有一定量酸的亲核性溶剂搅拌溶解，静置一段时间，析出两性离子液体前驱体晶体；通过缓慢倾倒除去上层溶液后，加有机溶剂清洗多次，烘干，即得到提纯后的两性离子液体前驱体。

本发明方法可以高效地脱除在前驱体合成过程中未反应的原料、原料中的不纯物及反应过程中生成的低聚物等杂质，极大地降低了获得高纯离子液体的成本和时间。

在上述方案基础上，所述两性离子液体前驱体通式为；其中Y⁺为咪唑类、季胺类、吡啶类杂环化合物阳离子；n为0或正整数；

所述两性离子液体前驱体为：、、、、，中R¹，R²，R³，R⁴，R⁵，R⁶，R⁷，R⁸，R⁹，R¹⁰，R¹¹，R¹²，R¹³，R¹⁴为取代或未取代的卤代基、烷基；优选地，烷基为C1—C12烷基，可被基团F，Cl，OH，NO₂，NH₂基团部分或完全取代，相同或不同。

所述酸为：硫酸、三氟甲磺酸；用量为粗两性离子液体前驱体0.9~1.3倍摩尔当量。

所述亲核性溶剂为甲醇、乙醇、乙二醇、异丙醇、二甲亚砜；用量为1~4（mL/g粗离子液体前驱体）。

所述静置时间为2~10 h。

所述洗涤两性离子液体前驱体的有机溶剂为低沸点有机溶剂：乙醚、乙酸乙酯。

本发明具有如下优点：