CN102070462A

CN102070462A - 一种乙二胺硝基酚类离子液体及其制备方法

Info

Publication number: CN102070462A
Application number: CN2011100233099A
Authority: CN
Inventors: 李增喜; 刘龙; 李春山; 张香平; 田敬爱; 何春林; 张锁江
Original assignee: Institute of Process Engineering of CAS
Current assignee: Institute of Process Engineering of CAS
Priority date: 2011-01-20
Filing date: 2011-01-20
Publication date: 2011-05-25

Abstract

本发明以乙二胺作为阳离子供体，以不同硝基数目和不同位次取代的硝基酚为阴离子供体，以水、乙醇、甲醇、丙醇、异丙醇、丙酮中的一种或几种的混合物为反应介质，利用酸碱反应合成出系列乙二胺二硝基酚类离子液体。所合成的离子液体具有较高的结构对称性，较好的热稳定性，对金属、高分子材料、及其他无机材料兼容性好，含有较多的配位中心，是一类具有广阔应用前景的新型材料。

Description

一种乙二胺硝基酚类离子液体及其制备方法

发明领域：本发明涉及化学化工及含能材料领域一种乙二胺硝基酚类离子液体的合成。

背景技术：

离子液体是一类由有机阳离子与无机阴离子或有机阴离子组成的具有相对较低熔点的盐类化合物。离子液体与常见的有机溶剂相比蒸汽压低，极性强，溶解性好，稳定性佳，性能可调。基于这些独特的性质，离子液体被视为新型溶剂得到越来越广泛的重视。近年来，用含能组分对常规离子液体进行改性所制备的含能离子液体或含能盐在炸药和推进剂领域中的应用也显示出了良好的前景。这是因为改性后的含能盐或含能离子液体热稳定性好、不挥发、低特征信号、相容性好。同时，由于其强极性也可用于推进剂的燃速调节及弹道调节技术。

苦味酸及其同系物是非常重要的化工原材料和中间体广泛用于炸药、火柴、燃料、制药和皮革等工业。然而由于其较强的酸性很容易与金属、有机碱等反应造成原材料损失和引起安全事故，给生产和人民生活甚至国家安全造成严重威胁。通过对苦味酸及其同系物进行改性，降低其反应性能，提高其应用的可靠性和广泛性意义重大。

根据以上存在的问题，本发明充分利用其强酸性的特征通过与有机碱反应生成离子液体或离子盐降低其反应性能提高其安全可靠性。

发明内容

本发明合成出系列乙二胺硝基酚类系列离子液体或离子盐。

本发明所制备的化合物通式可表示为：

其中X^-可表示为2-硝基苯酚、3-硝基苯酚、4-硝基苯酚、2，4-二硝基苯酚、2，3-二硝基苯酚、2，5-二硝基苯酚、2，6-二硝基苯酚、3，4-二硝基苯酚、3，5-二硝基苯酚，2，4，6-三硝基苯酚、2，3，5-三硝基苯酚、2，3，6-三硝基苯酚、2，4，5-三硝基苯酚，3，4，5-三硝基苯酚等化合物失去羟基氢后所形成的负离子。

本发明离子液体的制备方法是：将过量的硝基酚化合物(2-硝基苯酚、3-硝基苯酚、4-硝基苯酚、2，4-二硝基苯酚、2，3-二硝基苯酚、2，5-二硝基苯酚、2，6-二硝基苯酚、3，4-二硝基苯酚、3，5-二硝基苯酚，2，4，6-三硝基苯酚、2，3，5-三硝基苯酚、2，3，6-三硝基苯酚、2，4，5-三硝基苯酚，3，4，5-三硝基苯酚)溶解到水或乙醇或甲醇或丙醇或异丙醇或丙酮中，然后在一定温度下滴加乙二胺或乙二胺的水或乙醇或甲醇或丙醇或异丙醇或丙酮溶液，0.5-3h滴加完毕。滴加完毕后继续搅拌反应0-90min，过滤干燥得相应产品。其中，硝基酚化合物的物质的量为乙二胺物质的量的2.01～4.0倍，硝基酚化合物的水或乙醇或甲醇或丙醇或异丙醇或丙酮溶液的质量份数范围在：0.5％～60％，乙二胺的水或乙醇或甲醇或丙醇或异丙醇或丙酮溶液质量份数范围在0.1％～100％，滴加和继续搅拌反应的温度范围在-20℃～100℃，干燥的温度范围在0～100℃。

本发明所合成的离子液体具有较高的结构对称性，较好的热稳定性，对金属、高分子材料、及其他无机材料兼容性好，含有较多的配位中心，是一类具有广阔应用前景的新型材料。

具体实施方式：

本发明用以下实施例说明，但本发明并不限于下述实施例，在不脱离前后所述宗旨的范围下，变化实施都包含在本发明的技术范围内。

实施例1

首先称取0.04mol的2-硝基苯酚溶解于50ml乙醇中，称取0.01mol的乙二胺溶解于10ml乙醇中。30℃下将乙二胺乙醇溶液缓慢滴加到带有搅拌的硝基酚乙醇溶液中，30min滴加完毕，滴加过程中即有黄色沉淀生成。滴加完毕，30℃下继续反应30min，过滤40℃干燥得黄色产品3.11g，收率92％。所得化合物的氢核磁谱图数据为：δ＝2.81(s，CH2，4H)，6.44(t，CH，2H)，6.78(d，CH，2H)，7.24(t，CH，2H)，7.74(d，CH，2H)ppm。

实施例2

首先称取0.04mol的3-硝基苯酚溶解于50ml异丙醇中，称取0.01mol的乙二胺溶解于10ml异丙醇中。5-10℃下将乙二胺异丙醇溶液缓慢滴加到带有搅拌的硝基酚异丙醇溶液中，30min滴加完毕。然后10℃下继续反应60min，反应过程中逐渐有沉淀析出，过滤50℃干燥得黄色产品1.02g，收率30％。所得化合物的氢核磁谱图为：δ＝2.65(s，CH2，4H)，5.38(s，NH3，6H)，7.12(d，CH，2H)，7.37(t，CH，2H)，7.46(s，CH，2H)，7.50(d，CH，2H)ppm。

实施例3

首先称取0.04mol的2，4-硝基苯酚溶解于80ml乙醇中，称取0.017mol的乙二胺溶解于10ml乙醇中。50℃下将乙二胺乙醇溶液缓慢滴加到带有搅拌的硝基酚乙醇溶液中，30min滴加完毕，滴加过程中即有黄色沉淀生成。滴加完毕后在50℃下继续反应30min，过滤30℃干燥得黄色产品6.98g，收率96％。所得化合物的氢核磁谱图为：δ＝1.25(s，CH2，4H)，4.65(d，CH，2H)，6.01(d，CH，2H)，6.78(s，CH，2H)ppm。

实施例4

首先称取0.04mol的2，6-硝基苯酚溶解于80ml丙酮中，称取0.017mol的乙二胺溶解于10ml乙醇中。50℃下将乙二胺丙酮溶液缓慢滴加到带有搅拌的硝基酚丙酮溶液中，30min滴加完毕，滴加过程中即有黄色沉淀生成。滴加完毕后在50℃下继续反应30min，过滤40℃干燥得黄色产品5.63g，收率77％。所得化合物的氢核磁谱图为：δ＝3.10(s，CH2，4H)，6.00(t，CH，2H)，7.85(m，CH，4H)，8.20(s，NH3，6H)ppm。

实施例5

首先称取0.04mol的2，4，6-三硝基苯酚溶解于100ml85％的乙醇水溶液中，称取0.017mol的乙二胺溶解于10ml乙醇水溶液中。60℃下将乙二胺乙醇水溶液缓慢滴加到带有搅拌的硝基酚乙醇水溶液中，30min滴加完毕，滴加过程中即有黄色沉淀生成。滴加完毕后在60℃下继续反应30min，过滤40℃干燥得黄色产品8.43g，收率96％。所得化合物的氢核磁谱图为：δ＝1.27(s，CH2，4H)，6.85(s，CH，4H)ppm。

Claims

1.一种乙二胺硝基酚类离子液体，其特征在于所制备的离子液体的通式可表示为：

其中X^-为2-硝基苯酚、3-硝基苯酚、4-硝基苯酚、2，4-二硝基苯酚、2，3-二硝基苯酚、2，5-二硝基苯酚、2，6-二硝基苯酚、3，4-二硝基苯酚、3，5-二硝基苯酚，2，4，6-三硝基苯酚、2，3，5-三硝基苯酚、2，3，6-三硝基苯酚、2，4，5-三硝基苯酚或3，4，5-三硝基苯酚失去羟基氢后所形成的负离子。

2.制备权利要求1所述离子液体的方法，其特征在于将过量的硝基酚化合物溶解到水或乙醇或甲醇或丙醇或异丙醇或丙酮中，然后在一定温度下滴加乙二胺或乙二胺的水或乙醇或甲醇或丙醇或异丙醇或丙酮溶液，0.5-3h滴加完毕，滴加完毕后继续搅拌反应0-90min，过滤干燥得相应产品。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于硝基酚化合物的物质的量为乙二胺的物质的量的2.01～4.0倍。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于硝基酚化合物的水或乙醇或甲醇或丙醇或异丙醇或丙酮溶液的质量份数范围为0.5％～60％。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于乙二胺的水或乙醇或甲醇或丙醇或异丙醇或丙酮溶液质量份数范围为0.1％～100％。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于滴加的温度范围为-20℃～100℃。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于继续搅拌反应的温度范围为-20℃～100℃。

8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于干燥的温度范围为0～100℃。