[发明专利]一种吡咯烷类离子液体及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种吡咯烷类离子液体，其特征为所述的离子液体的结构式如下：

其中，R₁为CH₂(CH₂)_aO(CH₂)_bCH₃，a为0或1，b为0或1；R₂为CH₂(CH₂)_cCN，c为0或1；Y^-为BF₄^-，PF₆^-，TFSI^-，FSI^-或N(CN)₂^-。

2.如权利要求1所述的吡咯烷类离子液体的制备方法，其特征为该方法包括如下步骤：

(1)取吡咯烷和溴代烷基醚溶于第一溶剂中，在50～80℃下反应12～24小时；反应完后萃取，得到如下结构式的1-烷氧基烷基吡咯：

其中，摩尔比为吡咯烷：溴代烷基醚＝1:1～1.1；所述的第一溶剂为乙腈或二氯甲烷，每摩尔吡咯烷加100～200毫升第一溶剂；

所述的溴代烷基醚为溴甲基甲醚、溴甲基乙醚、2-溴乙基甲醚或2-溴乙基乙醚；

其中，R₁为CH₂(CH₂)_aO(CH₂)_bCH₃，a为0或1，b为0或1；

(2)在保护气体氛围下，将1-烷氧基烷基吡咯溶于第二溶剂中，再与腈类化合物在50～80℃下反应10～15小时，得到如下结构的N-烷氧基烷基-N-腈基吡咯卤化物：

其中，R₁为CH₂(CH₂)_aO(CH₂)_bCH₃，a为0或1，b为0或1；R₂为CH₂(CH₂)_cCN，c为0或1；X为卤素；摩尔比为1-烷氧基烷基吡咯：腈类化合物＝1：1.1～1.3；所述的第二溶剂为无水甲醇，每摩尔1-烷氧基烷基吡咯加100～200毫升第二溶剂；

所述的腈类化合物具体为溴乙腈、丙烯腈、烯丙基腈或烯丙基乙腈；

(3)在保护气体氛围下，将所述的N-烷氧基烷基-N-腈基吡咯卤化物与无机盐M⁺Y^-及去离子水在20～25℃下搅拌反应4～8小时，得到具有如下结构式的吡咯烷类离子液体：

其中，M⁺为Li；Y^-为BF₄^-，PF₆^-，TFSI^-，FSI^-或N(CN)₂^-，每摩尔N-烷氧基烷基-N-腈基吡咯卤化物加100～200毫升去离子水，N-烷氧基烷基-N-腈基吡咯卤化物与无机盐摩尔比为1：1～1.2。

3.如权利要求2所述的吡咯烷类离子液体的制备方法，其特征为所述的吡咯烷与所述溴代烷基醚的摩尔比优选为1:1.05；所述的1-烷氧基烷基吡咯与所述腈类化合物的摩尔比优选为1:1.2；所述的N-烷氧基烷基-N-腈基吡咯卤化物与无机盐的摩尔比优选为1:1.05。

4.如权利要求2所述的吡咯烷类离子液体的制备方法，其特征为所述的步骤(2)和步骤(3)中的保护气氛围为氮气或氩气。

5.如权利要求2所述的吡咯烷类离子液体的制备方法，其特征为所述的步骤(3)中，还包括以下步骤：对得到的离子液体进行分离纯化的步骤，所述分离纯化的过程包括如下步骤：

用去离子水洗涤，直到用饱和硝酸银溶液检测无沉淀产生；将处理好的溶液经旋转蒸发除去易挥发溶剂，干燥后即得到纯化的所述吡咯烷类离子液体。