[发明专利]一种拥有双官能度阳离子的离子液体及其制备

说明书

本发明提供了一种拥有双官能度阳离子的离子液体及其制备方法。所述的拥有双官能度阳离子的离子液体，其特征在于，其结构式为：本发明制备的拥有双官能度阳离子的新型离子液体对丰富离子液体种类、研究结构性能关系及开发其新的功能应用有着积极意义。

技术领域

本发明涉及一种新型聚离子液体，具体地说，涉及的是一种拥有双官能度阳离子的新型离子液体的制备方法。

背景技术

离子液体是一种在常温下呈液态，由阴阳离子组成的盐。与普通的盐相比，离子液体用较大的有机离子取代了无机离子，降低了离子间的作用力，最终降低离子液体的熔点，使它们在常温下呈现液态。与普通的分子液体相比，离子液体作为一种液态有机盐展现出独特的物理化学性质：常温下蒸汽压几乎为零；对有机、无机、有机金属物质都有高溶解性；热稳定性高；离子导电性好等优点；离子液体分子具有极强的可设计性，通过选择和调整阴阳离子的种类和结构，可以改变离子液体的分子极性、粘度和密度。这种可设计性在液液萃取和物质分离领域具有非常广阔的应用前景，通过调整离子液体的结构，使其溶解性改变至符合生产需要的程度。离子液体在绿色溶剂、精细化工的催反应、物质分离方、电学析和新兴纳米生物技术等应用方面引起了人们的广泛关注。

传统离子液体以阴阳离子对的形式出现，结构主要为单个阳离子与单个阴离子的结合，然而结构为双官能度的有机阳离子与两个阴离子结合的离子液体鲜有报道。随着离子液体理论研究的深入及应用技术的发展，需要对离子液体的结构和性能根据需求进行精细设计，合成更多性能优异的新型功能性离子液体材料。设计合成新型的拥有双官能度阳离子的离子液体对丰富离子液体种类、研究结构性能关系及开发其新的功能应用有着积极意义。

经过对现有文献检索发现，离子液体阴阳离子种类丰富，其中阴离子包括BF₄^-、PF₆^-、CF₃OO^-、SbF₆^-、AsF₆^-、NO₂^-、ClO₄^-等，阳离子主要包括烷基取代的咪唑阳离子、烷基取代的吡啶阳离子和烷基季铵阳离子等。杨明娣等人在《应用化工》2010年39卷第8期1177-1179页发表了“微波辐射下一步法合成1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸离子液体”，该文作者采用一步法，在无溶剂的状态下，将1-甲基咪唑、溴代正丁烷和六氟磷酸钾一起投料，利用微波化学反应设备合成了[Bmim]⁺PF₆^-离子液体。马士越等人在《西安石油大学学报(自然科学版)》2016年31卷第1期116-120页发表了“溴代N-丁基吡啶离子液体的合成及吸收CO₂性能研究”，该文作者以吡啶、溴代正丁烷为原料，经过100摄氏度加热搅拌回流合成了溴代N-丁基吡啶离子液体。Mohammad Hadi Ghatee等人在《Chemical Physics》2017年490卷92-105页上发表了“Emergence of innovative properties by replacement of nitrogen atomwith phosphorus atom in quaternary ammonium ionic liquids：Insights from abinitio calculations and MD simulations”，该文作者合成了一系列季铵型离子液体，并研究了它们的物化性能。然而，目前所有的离子液体结构均为单个阳离子与单个阴离子的结合，结构为双官能度的有机阳离子与两个阴离子结合的离子液体鲜有报道。

发明内容

本发明的目的在于扩展离子液体的种类和结构，运用分子设计，得到了一种拥有双官能度阳离子的新型离子液体。

为了达到上述目的，本发明提供了一种拥有双官能度阳离子的离子液体，其特征在于，其结构式为：