CN103936677A - 一种基于全氟烷基磺酸根阴离子的磺酸功能化离子液体及其制备方法 - Google Patents

一种基于全氟烷基磺酸根阴离子的磺酸功能化离子液体及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103936677A
CN103936677A CN201310021539.0A CN201310021539A CN103936677A CN 103936677 A CN103936677 A CN 103936677A CN 201310021539 A CN201310021539 A CN 201310021539A CN 103936677 A CN103936677 A CN 103936677A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sulfonic acid
ionic liquid
preparation
sulfonate
negatively charged
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201310021539.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103936677B (zh
Inventor
刘秀梅
王畅
刘静
高艳安
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dalian Institute of Chemical Physics of CAS
Original Assignee
Dalian Institute of Chemical Physics of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dalian Institute of Chemical Physics of CAS filed Critical Dalian Institute of Chemical Physics of CAS
Priority to CN201310021539.0A priority Critical patent/CN103936677B/zh
Publication of CN103936677A publication Critical patent/CN103936677A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103936677B publication Critical patent/CN103936677B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D233/00—Heterocyclic compounds containing 1,3-diazole or hydrogenated 1,3-diazole rings, not condensed with other rings
    • C07D233/54—Heterocyclic compounds containing 1,3-diazole or hydrogenated 1,3-diazole rings, not condensed with other rings having two double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D233/56—Heterocyclic compounds containing 1,3-diazole or hydrogenated 1,3-diazole rings, not condensed with other rings having two double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with only hydrogen atoms or radicals containing only hydrogen and carbon atoms, attached to ring carbon atoms
    • C07D233/60—Heterocyclic compounds containing 1,3-diazole or hydrogenated 1,3-diazole rings, not condensed with other rings having two double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with only hydrogen atoms or radicals containing only hydrogen and carbon atoms, attached to ring carbon atoms with hydrocarbon radicals, substituted by oxygen or sulfur atoms, attached to ring nitrogen atoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C303/00—Preparation of esters or amides of sulfuric acids; Preparation of sulfonic acids or of their esters, halides, anhydrides or amides
    • C07C303/02—Preparation of esters or amides of sulfuric acids; Preparation of sulfonic acids or of their esters, halides, anhydrides or amides of sulfonic acids or halides thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C303/00—Preparation of esters or amides of sulfuric acids; Preparation of sulfonic acids or of their esters, halides, anhydrides or amides
    • C07C303/32—Preparation of esters or amides of sulfuric acids; Preparation of sulfonic acids or of their esters, halides, anhydrides or amides of salts of sulfonic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C309/00—Sulfonic acids; Halides, esters, or anhydrides thereof
    • C07C309/01—Sulfonic acids
    • C07C309/02—Sulfonic acids having sulfo groups bound to acyclic carbon atoms
    • C07C309/03—Sulfonic acids having sulfo groups bound to acyclic carbon atoms of an acyclic saturated carbon skeleton
    • C07C309/07—Sulfonic acids having sulfo groups bound to acyclic carbon atoms of an acyclic saturated carbon skeleton containing oxygen atoms bound to the carbon skeleton
    • C07C309/09—Sulfonic acids having sulfo groups bound to acyclic carbon atoms of an acyclic saturated carbon skeleton containing oxygen atoms bound to the carbon skeleton containing etherified hydroxy groups bound to the carbon skeleton
    • C07C309/10—Sulfonic acids having sulfo groups bound to acyclic carbon atoms of an acyclic saturated carbon skeleton containing oxygen atoms bound to the carbon skeleton containing etherified hydroxy groups bound to the carbon skeleton with the oxygen atom of at least one of the etherified hydroxy groups further bound to an acyclic carbon atom
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D213/00—Heterocyclic compounds containing six-membered rings, not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom and three or more double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D213/02—Heterocyclic compounds containing six-membered rings, not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom and three or more double bonds between ring members or between ring members and non-ring members having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D213/04—Heterocyclic compounds containing six-membered rings, not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom and three or more double bonds between ring members or between ring members and non-ring members having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members having no bond between the ring nitrogen atom and a non-ring member or having only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D231/00—Heterocyclic compounds containing 1,2-diazole or hydrogenated 1,2-diazole rings
    • C07D231/02—Heterocyclic compounds containing 1,2-diazole or hydrogenated 1,2-diazole rings not condensed with other rings
    • C07D231/10—Heterocyclic compounds containing 1,2-diazole or hydrogenated 1,2-diazole rings not condensed with other rings having two or three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D231/12—Heterocyclic compounds containing 1,2-diazole or hydrogenated 1,2-diazole rings not condensed with other rings having two or three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with only hydrogen atoms, hydrocarbon or substituted hydrocarbon radicals, directly attached to ring carbon atoms
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/54—Improvements relating to the production of bulk chemicals using solvents, e.g. supercritical solvents or ionic liquids

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

一种基于全氟烷基磺酸根阴离子的磺酸功能化离子液体及其制备方法，该类离子液体的结构式用下式表示：其中，m代表3或4，n代表1-9的整数，R为-CH3，-CH2CH3或-(CH2)3CH3。其制备方法为：采用含氮杂环化合物与氯乙醇反应生成的物质或者氯化胆碱作前体；然后将前体与全氟烷基磺酸盐发生置换反应，将Cl-置换为CF3(CF2)nSO3 -获得中间体；采用磺内酯与前述中间体阳离子上-OH进行开环反应引入磺酸基团获得目标离子液体。本发明所获离子液体与之前的磺酸功能化离子液体相比较，粘度降低、可设计性增强，合成过程绿色，可作为传统液体酸催化剂的替代品，使用的范围更广，具有良好的工业应用前景。

Description

一种基于全氟烷基磺酸根阴离子的磺酸功能化离子液体及其制备方法
技术领域
本发明属于有机化学合成技术领域，具体涉及一种基于全氟烷基磺酸根阴离子的磺酸功能化离子液体及其制备方法
背景技术
离子液体具有蒸气压低、热稳定性高、结构可设计等突出的优点，将其作为催化材料应用于催化过程中，对于改善反应速率、转化率以及选择性都具有明显优势，在催化领域中具有广阔的应用前景。2002年，Davis教授首次合成了对水和空气稳定且具有较强酸性的磺酸功能化离子液体(J.Am.Chem.Soc.,2002,124,5962-5963)，并且在酯化、Pinacol重排等化学反应中表现出高活性、易分离的双重优点。随后王涛、王军、徐振元等众多科学家纷纷对其阴、阳离子进行了调整和发展（Ind.Eng.Chem.Res.,2005,44，4147-4150,Green.Chem.,2009,11,1239-1246,Angew.Chem.,2009,121,174-177.），开发了一系列结构多样、性能优良、应用广泛的新型酸性催化材料，在催化领域中显示出极大优势。
研究表明，目前报道的磺酸功能化离子液体的合成方法基本源自于Davis教授提出的合成思路，即选择含核心阳离子结构的化合物与磺内酯反应生成内鎓盐，然后将内鎓盐酸化获得离子液体。该路线后一步是一个标准的由强酸制弱酸的过程，强酸的使用给操作过程带来不便，而且难以通过单独调变阴离子结构来调控离子液体的物化性质（酸性、黏度、溶解性等），使离子液体的“可设计”空间受到限制。2009年，García采用全氟磺内酯与反应物阳离子结构中的-OH官能团进行开环反应引入全氟烷基磺酸基团合成强酸性离子液体，不过由于过量F的引入使该离子液体与反应原料醇的溶解性降低，导致其催化酯化反应活性较低。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于全氟烷基磺酸根阴离子的磺酸功能化离子液体及其制备方法。该方法制备出的离子液体阳离子结构含有磺酸基团，阴离子采用全氟磺酸根（CF3(CF2)nSO3 -）作为抗衡离子，同时通过调变阴离子氟碳链长度和F原子的数目可实现对其物化性质（酸性、溶解性、黏度等）的有效调控，对离子液体的设计根据特定反应需求进行“量体裁衣”，有望实现“结构设计-功能应用”的完美统一；且所合成离子液体具有高的酸强度和适宜的溶解度，有望替代传统污染环境的无机酸催化剂，具有广阔的工业应用前景。
本发明提供了一种基于全氟烷基磺酸根阴离子的磺酸功能化离子液体，该类离子液体的结构式用式Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ来表示：
其中，式Ⅰ至式Ⅳ中，m代表3或4，n代表1-9的整数，R为-CH3、-CH2CH3或-(CH2)3CH3。
本发明的离子液体的制备分三步进行：
第一步：首先采用含氮杂环化合物与氯乙醇反应生成的物质或者氯化胆碱为前体。
第二步：将第一步所述前体分别与全氟烷基磺酸盐进行阴离子置换反应，将前体中阴离子CI-置换为CF3(CF2)nSO3 -获得中间体。
第三步：采用磺内酯与第二步所述中间体阳离子上-OH进行开环反应引入磺酸基团获得目标离子液体。
本发明提供的基于全氟烷基磺酸根阴离子的磺酸功能化离子液体的制备方法，该方法步骤如下：
（1）将含氮杂环化合物与氯乙醇混合，搅拌回流24-72小时，所得白色透明固体用乙醚洗涤抽滤，然后进行真空干燥；
（2）步骤（1）生成的物质或氯化胆碱作前体，将前体和全氟烷基磺酸盐置于反应介质中，在20-100℃下搅拌反应4-24小时，反应结束后滤出白色固体，将滤液进行减压蒸馏即可获得中间体；
（3）将磺内酯与中间体置于反应介质中，在40-120℃下搅拌反应8-48h，反应结束后减压蒸馏除去溶剂，真空干燥即可获得目标离子液体。
本发明提供的基于全氟烷基磺酸根阴离子的磺酸功能化离子液体的制备方法，步骤（1）中，所述的含氮杂环化合物的结构式用式Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ表示：
其中，R为-CH3,-CH2CH3或-(CH2)3CH3。
本发明提供的基于全氟烷基磺酸根阴离子的磺酸功能化离子液体的制备方法，步骤（1）中，所述含氮杂环化合物与氯乙醇的摩尔比为1：1.0-1.5。
本发明提供的基于全氟烷基磺酸根阴离子的磺酸功能化离子液体的制备方法，步骤（2）中，所述前体的结构式用式Ⅷ、Ⅸ、Ⅹ、Ⅺ表示：
其中，R为-CH3,-CH2CH3或-(CH2)3CH3。
本发明提供的基于全氟烷基磺酸根阴离子的磺酸功能化离子液体的制备方法，步骤（2）中，所述全氟烷基磺酸盐选自三氟甲基磺酸钠、五氟乙基磺酸钾、全丁基磺酸钾、全氟己基磺酸钾、全氟辛基磺酸钾中的一种或多种；所述前体与全氟烷基磺酸盐的摩尔比为1：1-1.5。步骤（2）中，所述的反应介质选自丙酮、二氯甲烷、乙酸乙酯或乙醇。
本发明提供的基于全氟烷基磺酸根阴离子的磺酸功能化离子液体的制备方法，步骤（3）中，所述的反应介质选自水、甲醇、乙醇或乙酸乙酯；所述中间体与磺内酯的摩尔比为1：1-3；所述磺内酯为1,3-丙烷磺内酯或1,4-丁烷磺内酯。
本发明与已出现的酸性离子液体和反应工艺比较具有如下优点：
1、与之前的磺酸功能化离子液体相比较，粘度降低很多；且可根据选择阴离子的结构有效调节其物化性质（酸性、溶解性、粘度）。
2、合成过程不使用强酸作为原料，减少操作困难和环境压力。
3、本发明的离子液体可作为传统液体酸催化剂的替代品，作为催化剂和绿色溶剂可使用的范围更广，具有良好的工业应用前景。
具体实施方式
下面的实施例将对本发明予以进一步的说明，但并不因此而限制本发明。
实施例1.3-(2-羟乙基)-1-甲基咪唑氯的制备：
将1.0mol甲基咪唑放入500mL三口烧瓶中，在80℃条件下搅拌滴加1.0mol氯乙醇，滴加完毕后恒温反应12h，待反应混合物冷却到室温可得白色或浅黄色果冻状物质，用无水乙醚洗涤抽滤三次，真空干燥8h，可得白色或浅黄色固体，80℃下真空干燥24h。
实施例2.N-羟乙基吡啶氯的制备：
将1.0mol吡啶放入500mL三口烧瓶中，在80℃条件下搅拌滴加1.0mol氯乙醇，滴加完毕后保温反应12h，待反应混合物冷却到室温，可得白色或浅黄色果冻状物质，用无水乙醚洗涤抽滤三次，真空干燥8h，可得白色或浅黄色固体，80℃下真空干燥24h。
实施例3.2-(2-羟乙基)-1-甲基吡唑氯的制备：
将1.0mol甲基吡唑放入500mL三口烧瓶中，在80℃条件下搅拌滴加1.0mol氯乙醇，滴加完毕后保温反应12h，待反应混合物冷却到室温，可得白色或浅黄色果冻状物质，用无水乙醚洗涤抽滤三次，真空干燥8h，可得白色或浅黄色固体，80℃下真空干燥24h。
实施例4.3-(2-羟乙基)-1-甲基咪唑全氟丁基磺酸盐的制备：
将0.2mol实施例1所得的3-(2-羟乙基)-1-甲基咪唑氯与0.24mol全氟丁基磺酸钾加入500mL三口烧瓶中，再加入二氯甲烷（200mL）做溶剂，40℃条件下反应12h，然后将反应混合物过滤，所得滤液旋蒸除去溶剂，80℃真空干燥8h。
实施例5.1-甲基-3-[2-(3-磺丙氧基)乙基]咪唑全氟丁基磺酸盐离子液体制备：
将0.1mol实施例4所得的3-(2-羟乙基)-1-甲基咪唑全氟丁基磺酸盐加到250mL三口烧瓶中，在100℃条件下滴加0.2mol1,3-丙烷磺内酯，滴加完毕后横温反应24h，反应结束后用无水乙醚洗涤3次，100℃下真空干燥24h，可得粘稠的透明离子液体。
实施例6.1-甲基-3-[2-(3-磺丁氧基)乙基]咪唑全氟丁基磺酸盐离子液体制备：
将0.1mol实施例4所得的3-(2-羟乙基)-1-甲基咪唑全氟丁基磺酸盐加入到250mL三口烧瓶中，在100℃条件下滴加0.2mol1,4-丁烷磺内酯，滴加完毕后横温反应24h，反应结束后用无水乙醚洗涤3次，100℃下真空干燥24h，可得粘稠的透明离子液体。
实施例7.3-(2-羟乙基)-1-甲基咪唑全氟辛基磺酸盐的制备：
将0.2mol实施例1所得的3-(2-羟乙基)-1-甲基咪唑氯与0.24mol全氟辛基磺酸钾加入到500mL三口烧瓶中，再加入二氯甲烷（200mL）做溶剂，40℃条件下反应12h，然后将反应混合物过滤，所得滤液旋蒸除去溶剂，80℃真空干燥8h。
实施例8.1-甲基-3-[2-(3-磺丙氧基)乙基]咪唑全氟辛基磺酸盐离子液体制备：
将0.1mol实施例7所得的3-(2-羟乙基)-1-甲基咪唑全氟辛基磺酸盐加入到250mL三口烧瓶中，在100℃条件下滴加0.2mol1,3-丙烷磺内酯，滴加完毕后横温反应24h，反应结束后用无水乙醚洗涤3次，100℃下真空干燥24h，可得粘稠的透明离子液体。
实施例9.1-甲基-3-[2-(3-磺丁氧基)乙基]咪唑全氟辛基磺酸盐离子液体的制备：
将0.1mol实施例7所得的3-(2-羟乙基)-1-甲基咪唑全氟辛基磺酸盐加到250mL三口烧瓶中，在100℃条件下滴加0.2mol1,4-丁烷磺内酯，滴加完毕后恒温反应24h，反应结束后用无水乙醚洗涤3次，100℃下真空干燥24h，可得粘稠的透明离子液体。
实施例10.N-(2-羟乙基)吡啶全氟丁基磺酸盐的制备：
将0.2mol实施例2所得的N-(2-羟乙基)吡啶氯与0.24mol全氟丁基磺酸钾加入500mL三口烧瓶中，再加入二氯甲烷（200mL）做溶剂，40℃条件下反应12h，然后将反应混合物过滤，所得滤液旋蒸除去溶剂，80℃下真空干燥8h。
实施例11.N-[2-(3-磺丙氧基)乙基]吡啶全氟丁基磺酸盐离子液体制备：
将0.1mol实施例11所得的N-(2-羟乙基)吡啶全氟丁基磺酸盐加入250mL三口烧瓶中，在100℃条件下滴加0.2mol1,3-丙烷磺内酯，滴加完毕后保温反应24h，反应结束后用无水乙醚洗涤3次，100℃下真空干燥24h，可得粘稠透明离子液体。
实施例12.N-[2-(3-磺丁氧基)乙基]吡啶全氟丁基磺酸盐离子液体制备：
将0.1mol实施例11所得的N-(2-羟乙基)吡啶全氟丁基磺酸盐加入250mL三口烧瓶中，在100℃条件下滴加0.2mol1,4-丙烷磺内酯，滴加完毕后保温反应24h，反应结束后用无水乙醚洗涤3次，100℃下真空干燥24h，可得粘稠透明离子液体。
实施例13.N-(2-羟乙基)吡啶全氟辛基磺酸盐的制备：
将0.2mol实施例2所得的N-(2-羟乙基)吡啶氯与（0.24mol）全氟辛基磺酸钾加入500mL三口烧瓶中，再加入二氯甲烷（200mL）做溶剂，40℃条件下反应12h，然后将反应混合物过滤，所得滤液旋蒸除去溶剂，80℃下真空干燥8h。
实施例14.N-[2-(3-磺丙氧基)乙基]吡啶全氟辛基磺酸盐离子液体制备：
将0.1mol实施例14所得的3-(2-羟乙基)-1-甲基咪唑全氟丁基磺酸钾加入250mL三口烧瓶中，在100℃条件下滴加0.2mol1,3-丙烷磺内酯，滴加完毕后横温反应24h，反应结束后用无水乙醚洗涤3次，100℃下真空干燥24h，可得粘稠的透明离子液体。
实施例15.N-[2-(3-磺丁氧基)乙基]吡啶全氟丁基磺酸盐离子液体制备：
将0.1mol实施例14所得的N-(2-羟乙基)吡啶氯全氟辛基磺酸盐加入250mL三口烧瓶中，在100℃条件下滴加0.2mol1,4-丁烷磺内酯，滴加完毕后保温反应24h，反应结束后用无水乙醚洗涤3次，100℃下真空干燥24h，可得粘稠的透明离子液体。
实施例16.2-(2-羟乙基)-1-甲基吡唑全氟丁基磺酸盐的制备：
将0.2mol实施例3所得的2-(2-羟乙基)-1-甲基吡唑氯与0.24mol全氟丁基磺酸钾加入500mL三口烧瓶中，再加入二氯甲烷（200mL）做溶剂，40℃条件下反应12h，然后将反应混合物过滤，所得滤液旋蒸除去溶剂，80℃真空干燥8h。
实施例17.1-甲基-2-[2-(3-磺丙氧基)乙基]吡唑全氟丁基磺酸盐离子液体的制备：
将0.1mol实施例17所得的2-(2-羟乙基)-1-甲基吡唑全氟丁基磺酸盐加入250mL三口烧瓶中，在100℃条件下滴加0.2mol1,3-丙烷磺内酯，滴加完毕后保温反应24h，反应结束后用无水乙醚洗涤3次，100℃下真空干燥24h，可得粘稠的透明离子液体。
实施例18.1-甲基-2-[2-(3-磺丁氧基)乙基]咪唑全氟丁基磺酸盐离子液体的制备：
将0.1mol实施例17所得的2-(2-羟乙基)-1-甲基吡唑全氟丁基磺酸盐加入250mL三口烧瓶中，在100℃条件下滴加0.2mol1,4-丙烷磺内酯，滴加完毕后保温反应24h，反应结束后用无水乙醚洗涤3次，100℃下真空干燥24h，可得粘稠的透明离子液体。
实施例19.2-(2-羟乙基)-1-甲基吡唑全氟辛基磺酸盐的制备：
将0.2mol实施例3所得的2-(2-羟乙基)-1-甲基吡唑氯与0.24mol全氟辛基磺酸钾加入500mL三口烧瓶中，再加入二氯甲烷（200mL）做溶剂，40℃条件下反应12h，然后将反应混合物过滤，所得滤液旋蒸除去溶剂，80℃真空干燥8h。
实施例20.1-甲基-2-[2-(3-磺丙氧基)乙基]咪唑全氟辛基磺酸盐离子液体的制备：
将0.1mol实施例20所得的2-(2-羟乙基)-1-甲基吡唑全氟辛基磺酸盐加入250mL三口烧瓶中，在100℃条件下滴加0.2mol1,3-丙烷磺内酯，滴加完毕后保温反应24h，反应结束后用无水乙醚洗涤3次，100℃下真空干燥24h，可得粘稠的透明离子液体。
实施例21.1-甲基-2-[2-(3-磺丁氧基)乙基]咪唑全氟辛基磺酸盐离子液体制备：
将0.1mol实施例20所得的2-(2-羟乙基)-1-甲基吡唑全氟辛基磺酸盐加入250mL三口烧瓶中，在100℃条件下滴加0.2mol1,4-丁烷磺内酯，滴加完毕后保温反应24h，反应结束后用无水乙醚洗涤3次，100℃下真空干燥24h，可得粘稠的透明离子液体。
实施例22.全氟丁基磺酸2-羟乙基三甲铵的制备：
将0.2mol氯化氯化2-羟乙基三甲铵与0.24mol三氟丁基磺酸钾加入500mL三口烧瓶中，再加入二氯甲烷（200mL）做溶剂，40℃条件下反应12h，然后将反应混合物过滤，所得滤液旋蒸除去溶剂，80℃下真空干燥8h。
实施例23.[2-(3-磺丙氧基)乙基]三甲胺全氟丁基磺酸盐离子液体制备：
将0.1mol实施例23所得的全氟丁基磺酸2-羟乙基三甲铵加入250mL三口烧瓶中，在100℃条件下滴加0.2mol1,3-丙烷磺内酯，滴加完毕后保温反应24h，反应结束后用无水乙醚洗涤3次，100℃下真空干燥24h，可得粘稠的透明离子液体。
实施例24.[2-(3-磺丁氧基)乙基]三甲胺全氟丁基磺酸盐离子液体制备：
将0.1mol实施例2所得的全氟丁基磺酸2-羟乙基三甲铵加入250mL三口烧瓶中，在100℃条件下滴加0.2mol1,4-丁烷磺内酯，滴加完毕后保温反应24h，反应结束后用无水乙醚洗涤3次，100℃下真空干燥24h，可得粘稠的透明离子液体。

Claims (10)

1.一种基于全氟烷基磺酸根阴离子的磺酸功能化离子液体，其特征在于：该类离子液体的结构式用式Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ来表示：
其中，式Ⅰ至式Ⅳ中，m代表3或4，n代表1-9的整数，R为-CH3、-CH2CH3或-(CH2)3CH3。
2.权利要求1所述基于全氟烷基磺酸根阴离子的磺酸功能化离子液体的制备方法，其特征在于：该制备方法步骤如下：
（1）将含氮杂环化合物与氯乙醇混合，搅拌回流24-72小时，所得白色透明固体用乙醚洗涤抽滤，然后进行真空干燥；
（2）步骤（1）生成的物质或氯化胆碱作前体，将前体和全氟烷基磺酸盐置于反应介质中，在20-100℃下搅拌反应4-24小时，反应结束后滤出白色固体，将滤液进行减压蒸馏即可获得中间体；
（3）将磺内酯与中间体置于反应介质中，在40-120℃下搅拌反应8-48h，反应结束后减压蒸馏除去溶剂，真空干燥即可获得目标离子液体。
3.按照权利要求2所述基于全氟烷基磺酸根阴离子的磺酸功能化离子液体的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述的含氮杂环化合物的结构式用式Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ表示：
其中，R为-CH3,-CH2CH3或-(CH2)3CH3。
4.按照权利要求2所述基于全氟烷基磺酸根阴离子的磺酸功能化离子液体的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述含氮杂环化合物与氯乙醇的摩尔比为1：1.0-1.5。
5.按照权利要求2所述基于全氟烷基磺酸根阴离子的磺酸功能化离子液体的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，所述前体的结构式用式Ⅷ、Ⅸ、Ⅹ、Ⅺ表示：
其中，R为-CH3,-CH2CH3或-(CH2)3CH3。
6.按照权利要求2所述基于全氟烷基磺酸根阴离子的磺酸功能化离子液体的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，所述全氟烷基磺酸盐选自三氟甲基磺酸钠、五氟乙基磺酸钾、全丁基磺酸钾、全氟己基磺酸钾、全氟辛基磺酸钾中的一种或多种。
7.按照权利要求2所述基于全氟烷基磺酸根阴离子的磺酸功能化离子液体的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，所述前体与全氟烷基磺酸盐的摩尔比为1：1-1.5。
8.按照权利要求2所述基于全氟烷基磺酸根阴离子的磺酸功能化离子液体的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，所述的反应介质选自丙酮、二氯甲烷、乙酸乙酯或乙醇。
9.按照权利要求2所述基于全氟烷基磺酸根阴离子的磺酸功能化离子液体的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，所述的反应介质选自水、甲醇、乙醇或乙酸乙酯。
10.按照权利要求2所述基于全氟烷基磺酸根阴离子的磺酸功能化离子液体的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，所述中间体与磺内酯的摩尔比为1：1-3；所述磺内酯为1,3-丙烷磺内酯或1,4-丁烷磺内酯。
CN201310021539.0A 2013-01-21 2013-01-21 一种基于全氟烷基磺酸根阴离子的磺酸功能化离子液体及其制备方法 Expired - Fee Related CN103936677B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310021539.0A CN103936677B (zh) 2013-01-21 2013-01-21 一种基于全氟烷基磺酸根阴离子的磺酸功能化离子液体及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310021539.0A CN103936677B (zh) 2013-01-21 2013-01-21 一种基于全氟烷基磺酸根阴离子的磺酸功能化离子液体及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103936677A true CN103936677A (zh) 2014-07-23
CN103936677B CN103936677B (zh) 2016-06-29

Family

ID=51184591

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310021539.0A Expired - Fee Related CN103936677B (zh) 2013-01-21 2013-01-21 一种基于全氟烷基磺酸根阴离子的磺酸功能化离子液体及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103936677B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106566276A (zh) * 2016-10-23 2017-04-19 深圳大学 一种低毒性免水洗生物荧光染料、制备方法及其应用
CN108586344A (zh) * 2018-05-22 2018-09-28 河南大学 羟基功能化吡唑离子液体及利用其催化合成环状碳酸酯的方法
CN110317332A (zh) * 2019-07-15 2019-10-11 西北师范大学 用于制备嵌段聚合物的催化剂体系及催化合成嵌段聚合物的方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01113359A (ja) * 1987-10-23 1989-05-02 Kao Corp 新規な両性化合物
JPH06279784A (ja) * 1993-03-29 1994-10-04 Kao Corp 漂白活性化剤及び漂白剤組成物
CN1672094A (zh) * 2002-06-21 2005-09-21 加利福尼亚大学董事会 含有离子液体的电光装置所用的电解液
CN101679899A (zh) * 2007-06-20 2010-03-24 慕尼黑克吕伯尔润滑器两合公司 润滑脂组合物
CN101688144A (zh) * 2007-06-20 2010-03-31 慕尼黑克吕伯尔润滑器两合公司 离子液体用于改善润滑剂组合物性能的用途
CN101690876A (zh) * 2009-09-30 2010-04-07 西南石油大学 一种新型两性双子表面活性剂及其合成方法
CN101973940A (zh) * 2010-09-28 2011-02-16 盐城师范学院 磺酸烷基离子液体的连续合成方法
CN102332609A (zh) * 2010-06-30 2012-01-25 株式会社半导体能源研究所 电力存储装置、锂离子二次电池、双电层电容器和锂离子电容器
CN102531991A (zh) * 2011-12-23 2012-07-04 中国科学院过程工程研究所 一类新型多氨基功能化离子液体及其制备方法
CN102807520A (zh) * 2011-06-03 2012-12-05 株式会社半导体能源研究所 离子液体及使用离子液体的蓄电装置

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01113359A (ja) * 1987-10-23 1989-05-02 Kao Corp 新規な両性化合物
JPH06279784A (ja) * 1993-03-29 1994-10-04 Kao Corp 漂白活性化剤及び漂白剤組成物
CN1672094A (zh) * 2002-06-21 2005-09-21 加利福尼亚大学董事会 含有离子液体的电光装置所用的电解液
CN101679899A (zh) * 2007-06-20 2010-03-24 慕尼黑克吕伯尔润滑器两合公司 润滑脂组合物
CN101688144A (zh) * 2007-06-20 2010-03-31 慕尼黑克吕伯尔润滑器两合公司 离子液体用于改善润滑剂组合物性能的用途
CN101690876A (zh) * 2009-09-30 2010-04-07 西南石油大学 一种新型两性双子表面活性剂及其合成方法
CN102332609A (zh) * 2010-06-30 2012-01-25 株式会社半导体能源研究所 电力存储装置、锂离子二次电池、双电层电容器和锂离子电容器
CN101973940A (zh) * 2010-09-28 2011-02-16 盐城师范学院 磺酸烷基离子液体的连续合成方法
CN102807520A (zh) * 2011-06-03 2012-12-05 株式会社半导体能源研究所 离子液体及使用离子液体的蓄电装置
CN102531991A (zh) * 2011-12-23 2012-07-04 中国科学院过程工程研究所 一类新型多氨基功能化离子液体及其制备方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
O.E. GEICULESCU，等: "PEGME-based Zwitterionic RTILs Functionalized with Imidazole-modified Lithium Fluorosulfonate/Fluorosulfonimide Pendants", 《POLYMERIC MATERIALS: SCIENCE AND ENGINEERING》 *
RAQUEL JUAREZ，等: "(Perfluoro)sulfonic acids having an imidazolium tag as homogeneous and reusable ionophilic Bronsted acid catalysts for carboxylic acid esterification", 《APPLIED CATALYSIS A: GENERAL》 *
YAN LENG，等: "Heteropolyanion-Based Ionic Liquids: Reaction-Induced Self-Separation Catalysts for Esterification", 《ANGEW. CHEM.》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106566276A (zh) * 2016-10-23 2017-04-19 深圳大学 一种低毒性免水洗生物荧光染料、制备方法及其应用
CN108586344A (zh) * 2018-05-22 2018-09-28 河南大学 羟基功能化吡唑离子液体及利用其催化合成环状碳酸酯的方法
CN110317332A (zh) * 2019-07-15 2019-10-11 西北师范大学 用于制备嵌段聚合物的催化剂体系及催化合成嵌段聚合物的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103936677B (zh) 2016-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103880892B (zh) 酰基二茂铁缩肼基二硫代甲酸酯Schiff碱及其制备方法
CN102728407B (zh) 一种(S,S)-salen Co(Ⅱ)催化剂的合成方法及其在拆分末端环氧化合物的应用
CN102531918B (zh) 一种对映纯对称反式二烷基环己胺的合成方法
US20060287521A1 (en) Boronium-ion-based ionic liquids and methods of use thereof
CN102816182A (zh) 一种含鏻的双阳离子离子液体及其制备和应用
CN105037062A (zh) 一种基于醇基的三元低共熔溶剂及其制备方法
CN102838583A (zh) 一种功能化季鏻盐离子液体制备环状碳酸酯的方法
CN108129392B (zh) 质子化羧基咪唑类离子液体及用其催化合成环状碳酸酯的方法
CN101648894A (zh) 一种n,n,n,n-四甲基乙二胺磺酸鎓盐离子液体及其制备方法
CN102755855B (zh) 一种烷基芳基磺酸盐型超支化聚合物表面活性剂及制备方法
CN103936677A (zh) 一种基于全氟烷基磺酸根阴离子的磺酸功能化离子液体及其制备方法
CN1978431A (zh) 以季铵化己内酰胺为阳离子的离子液体及其制备方法
CN107790178B (zh) 基于三（2, 4, 6-三甲氧基苯基）膦离子液体催化剂及其制备方法
CN102190683B (zh) 一种含磷阴离子离子液体及其制备方法
CN101967075B (zh) 一种利用3-芳基-2,3-二溴丙酸合成端炔化合物的方法
CN111072605A (zh) 一种氟烷基取代的苯并呋喃衍生物或吲哚衍生物的制备方法
CN103772345B (zh) 一种氟代碳酸乙烯酯的制备方法
CN103012276B (zh) 一种长链烷基磺酸功能化杂多酸盐、制备方法及其应用
CN107759637A (zh) 一种磷腈及磷腈衍生物的氟化反应催化剂及其氟化物的合成方法
CN102993131A (zh) 一种邻氯环己醇环化制备环氧环己烷的方法
CN102260236B (zh) 一种香豆素类化合物的制备方法
CN103274944A (zh) 氯甲酸甲酯的制备方法
CN103787847B (zh) 一种以离子液体为溶剂连续制备原乙酸三甲酯的工艺
CN106831583A (zh) N,n‑二烷基取代吡唑离子液体、制备方法及其催化合成碳酸丙烯酯的方法
Jiang et al. Esterification of acetonitrile with alcohols in novel Brönsted acidic ionic liquids

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20160629

Termination date: 20190121