[发明专利]一种含膦基化合物的唑类离子液体及其制备方法

说明书

本发明公开了一种含膦基化合物的唑类离子液体及其制备方法，具体为在溶剂中加入三烃基膦与溴乙醇搅拌使之混合均匀后反应，将得到的溶液过滤后取滤液洗涤旋干得到产物(a)，将(a)在冰水浴下溶于氯仿，随后将亚硫酰溴的氯仿溶液滴入(a)的氯仿溶液，冰水浴搅拌后过滤，将滤液洗涤旋干后得到产物(b)，将(b)与烃基咪唑或三唑在溶剂中混合，80‑125℃反应，降温干燥后在溶剂中与二氰胺阴离子、硝基氰基胺阴离子、二硝铵阴离子、氰基硼氢根阴离子、二氰基硼氢根阴离子、叠氮根阴离子等的钠盐或银盐进行复分解反应，洗涤干燥后得到目标产物。该类离子液体性能优异，稳定性高，是一种潜在的肼类液体推进剂替代物。

技术领域

本发明涉及液体推进剂技术领域，本发明涉及一种含膦基化合物的唑类离子液体及其制备方法。

背景技术

目前航天液体火箭推进系统中广泛使用甲基肼或偏二甲肼类燃料，该类燃料价格低，制备工艺成熟，但毒性高、挥发性强、致癌性十分明显，而且在运输及存储过程中对环境的要求较高，因此研发新型安全可靠、绿色环保且性能优良的液体推进剂已经成为各国军工推进剂领域的热点。在众多可替代产品中，离子液体以其不挥发、无毒(或低毒)、安全系数高，且能与一些氧化剂混合自燃等优点，成为众多学者关注的焦点。2008年美国爱德华兹空军基地的Schneider合成了第一例“自燃”离子液体(即二氰胺咪唑离子液体)，此后，高水平的研究工作不断涌现。到目前为止，人们已经发展了数十类上千种离子液体，其中以单阴离子离子液体为主，组成离子液体的阳离子普遍为正一价阳离子，双阴离子离子液体出现较少。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型的双阴离子的性能优异的唑基膦类自燃离子液体推进剂及其合成方法。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种含膦基化合物的唑类离子液体，其结构式为或其中R1为C1-C4的直链或支链烃基，R2为C1-C6的直链或支链烃基，M^-为阴离子，所述阴离子选自二氰胺阴离子、二氰基硼氢根阴离子、二硝铵阴离子、硝基氰基胺阴离子、氰基硼氢根阴离子、叠氮根阴离子中的任意一种。

本发明还提供了一种含膦基化合物的唑类离子液体的制备方法，合成路线如下：

其制备方法具体包括以下步骤：

(1)在溶剂中加入三烃基膦与溴乙醇搅拌使之混合均匀后，N₂气氛下100℃下进行反应，将得到的溶液过滤后取滤液洗涤旋干得到产物(a)三烃基-(2-羟乙基)膦溴化物

(2)将(a)在冰水浴下溶于氯仿，随后将亚硫酰溴的氯仿溶液滴入(a)的氯仿溶液，冰水浴搅拌后过滤，将滤液洗涤旋干后得到产物(b)三烃基-(2-溴乙基)膦溴化物

(3)将(b)与烃基咪唑或三唑在溶剂中混合，80-125℃下充分反应，降温干燥后在溶剂中与二氰胺阴离子、硝基氰基胺阴离子、二硝铵阴离子、氰基硼氢根阴离子、二氰基硼氢根阴离子、叠氮根阴离子等的钠盐或银盐进行复分解反应，洗涤干燥后得到目标产物。

进一步的技术方案为，所述步骤(1)中三烃基膦与溴乙醇的物质的量比为1:3-3:1。

进一步的技术方案为，所述步骤(1)中反应时间为24小时以上。

进一步的技术方案为，所述步骤(2)中冰水浴搅拌时间为3-12h。

进一步的技术方案为，所述步骤(3)中反应时间为8小时以上。

进一步的技术方案为，所述溶剂选自乙腈、丙酮、二氯甲烷、乙酸乙酯中的任意一种。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：