CN105481732B - 一种基于内盐的三组分低共熔离子液体 - Google Patents
一种基于内盐的三组分低共熔离子液体 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105481732B CN105481732B CN201510866535.1A CN201510866535A CN105481732B CN 105481732 B CN105481732 B CN 105481732B CN 201510866535 A CN201510866535 A CN 201510866535A CN 105481732 B CN105481732 B CN 105481732B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- inner salt
- grams
- ethoxy
- polyalcohol
- eutectic
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- WMBOTBQFPKMFSB-UHFFFAOYSA-N C[N](C)(CCCS(O)(=O)=O)CCO Chemical compound C[N](C)(CCCS(O)(=O)=O)CCO WMBOTBQFPKMFSB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SEUSYTLWRYJGCV-UHFFFAOYSA-N OCCN(CCCCS(O)(=O)=O)CCO Chemical compound OCCN(CCCCS(O)(=O)=O)CCO SEUSYTLWRYJGCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J31/00—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
- B01J31/02—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides
- B01J31/0277—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides comprising ionic liquids, as components in catalyst systems or catalysts per se, the ionic liquid compounds being used in the molten state at the respective reaction temperature
- B01J31/0278—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides comprising ionic liquids, as components in catalyst systems or catalysts per se, the ionic liquid compounds being used in the molten state at the respective reaction temperature containing nitrogen as cationic centre
- B01J31/0279—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides comprising ionic liquids, as components in catalyst systems or catalysts per se, the ionic liquid compounds being used in the molten state at the respective reaction temperature containing nitrogen as cationic centre the cationic portion being acyclic or nitrogen being a substituent on a ring
-
- 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
- C07C309/13—Sulfonic acids having sulfo groups bound to acyclic carbon atoms of an acyclic saturated carbon skeleton containing nitrogen atoms, not being part of nitro or nitroso groups, bound to the carbon skeleton
- C07C309/14—Sulfonic acids having sulfo groups bound to acyclic carbon atoms of an acyclic saturated carbon skeleton containing nitrogen atoms, not being part of nitro or nitroso groups, bound to the carbon skeleton containing amino groups bound to the carbon skeleton
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于内盐的三组分低共熔离子液体。其特征在于：以分子中同时存在一个正电荷和一个负电荷的有机两性分子、多元醇和多氢键化合物组成；其制备方法是，将有机两性分子、多元醇和多氢键化合物三种原料按比例混合、加热、搅拌得到透明液体，干燥后得到目标产品；本发明的优点是：低共熔体系中不含氯离子等卤素离子，对不锈钢等金属设备无腐蚀；制备工艺简单、操作方便、原料易得；无需任何溶剂作为反应介质，为原子经济反应，适用于工业化生产，是环境友好的化工过程。
Description
一 技术领域
本发明涉及一种基于内盐的低共熔离子液体的制备方法，属于离子液体及其制备领域。本方法适用于以内盐、多元醇和多氢键化合物为原料，在常压下合成目标化合物的场合。
二 背景技术
离子液体是指全部由离子组成的液体。室温离子液体是在常温下或常温附近的时候呈液态，并由离子构成的物质。传统的离子液体是由有机阳离子和无机或有机阴离子构成的盐类。因其蒸汽压低，热稳定性好，电化学窗口宽，电导率高等优点，被视作良好的催化剂和溶剂，从而被广泛地应用于各个领域。近年来，报道了一些由中性分子与离子化合物混合形成的低共熔体系，被称为低共熔溶剂。低共熔溶剂是指由一定化学计量比的氢键受体(如季铵盐)和氢键给体(如酰胺、羧酸和多元醇等化合物)组合而成的两组分或三组分低共熔混合物。在低共熔溶剂中，阴阳离子之间的作用力为库仑力，其大小与阴阳离子的电荷数量及半径有关，离子半径越大，它们之间的作用力越小，这种离子化合物的熔点就越低。或者在阴阳离子中有能形成强烈氢键的组分存在，从而导致熔点降低。低共熔溶剂的物理化学性质与离子液体非常相似，也可以归为一类新型离子液体或离子液体类似物。低共熔溶剂作为一类新型溶剂，它除了具有传统离子液体的优点外，它更具有制备简便、成本低、毒性低、溶解性好、不易挥发等特点，因而它被广泛地关注和研究。
已报道的低共熔溶剂还存在一些缺陷，比如：含有氯离子等卤素离子对不锈钢等金属设备腐蚀严重；催化剂对空气或水的稳定性较差等；具有吸湿性，极易潮解，分解并释放出三甲胺。
本发明涉及的基于内盐的低共熔物质不同于已报道的合成方法，采用的内盐中，既有氢键供体，也有氢键受体，与多元醇、多氢键化合物同时作用、协同作用，整个体系中不含氯离子等卤素，对金属设备特别是不锈钢设备安全可靠。
三 发明内容
本发明的目的在于提供一种基于内盐的三组分低共熔型离子液体的制备方法。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于内盐的三组分低共熔离子液体的制备方法，关键技术是采用至少含有一个羟乙基的分子内盐，结构中既有氢键供体，也有氢键受体，与另外两个氢键供体多元醇、多氢键化合物同时作用、协同作用，在常压下加热、搅拌得到透明液体，干燥后即为目标低共熔离子液体；整个体系中不含氯离子等卤素，低共熔物质对空气和水都很稳定。
本发明所用的含有一个羟乙基的分子内盐，结构如式(1)：
式(I)中，R1、R2可以同时，或者分别是氢、甲基、乙基、丁基、羟乙基、苯基中的任意一个取代基；
所用的如式(1)结构的含有一个羟乙基的分子内盐可直接购买商品试剂或参考文献自制(Industrial&Engineering Chemistry Research.2006，45(24)：7982-7984)。
本发明所用的多元醇为乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、丙三醇、季戊四醇中的任意一个；多氢键化合物为乙酰胺、草酸、尿素中的任意一个。
本发明所述低共熔离子液体的制备方法是将羟乙基内盐、多元醇和多氢键化合物三种原料按比例混合、加热、搅拌得到透明液体，干燥后得到目标产品。
本发明所述羟乙基内盐、多元醇和多氢键化合物的摩尔比1∶1∶n，n＝1～4。
本发明所述加热的温度为90～120℃。
本发明所述加热的时间为0.5～3小时
本发明所述干燥方法可以采用常压干燥、负压干燥两种方式，常压干燥的温度为80～120℃，时间为2～12小时；负压干燥真空度为0.1～1.0MPa，温度为60～80℃，时间为2～12小时。
本发明所述的一种基于内盐的三组分低共熔离子液体，可以应用于纳米材料的合成、介孔材料的合成、天然纤维素的溶解、生物活性成分的提取分离、有机合成的反应介质、气体吸收。
依据本发明提供的一种基于内盐的三组分低共熔离子液体的合成方法，其技术关键是采用至少含有一个羟乙基的分子内盐，结构中既有氢键供体，也有氢键受体，与另两个氢键供体多元醇和多氢键化合物同时作用、协同作用，在常压下加热、搅拌得到透明液体，干燥后即为目标低共熔离子液体。
有益效果
(1)本发明提供的低共熔离子液体的制备设备简单、工艺流程较少，后处理方便，无需复杂的分离提纯；原料成本低，来源广泛；反应过程中不使用有机溶剂，产品纯度高，无任何三废排放，是原子经济反应，适合工业化生产。
(2)采用至少含有一个羟乙基的分子内盐，结构中既有氢键供体，也有氢键受体，与另两个氢键供体多元醇和多氢键化合物同时作用、协同作用，三种物质可以提供1个氢键受体中心、3个氢键供体中心，比传统甜菜碱型低共熔体系稳定性高，不会在空气或潮气中分解。可以用于水相反应体系，在清洁生产中用作有机合成反应、纳米材料制备的介质。
(3)与传统的氯化胆碱或其它季铵盐卤化物组成的低供体体系相比，本发明提供的低共熔物质整个体系中不含氯离子等卤素，对金属设备特别是不锈钢设备安全可靠，可以耐受长时间的加热，对酸、碱均很稳定，在工业生产中适用于酸、碱催化的合成反应体系，以及天然纤维素的溶解、水解。
四 具体实施方式
下面的实施例对本发明做进一步说明，其目的是能够更好理解本发明的内容。但是实施例不以任何方式限制本发明的范围。本专业领域的技术人员在本发明权利要求范围内做出的改进和调整也应属于本发明的权利和保护范围。
实施例1
将式(2)结构内盐18.322克(0.1mol)、9.209克(0.1mol)丙三醇和5.907克(0.1mol)乙酰胺加入50mL烧杯中，120℃下搅拌反应0.5小时，然后将烧杯置入真空干燥箱中，在真空度为0.1MPa，温度为60℃，负压干燥12小时，得到透明无色液体，产率接近100％。其在室温下(20℃)为无色透明液体。
实施例2
将式(2)结构内盐18.322克(0.1mol)、9.209克(0.1mol)丙三醇和5.907克(0.1mol)乙酰胺加入50mL烧杯中，90℃下搅拌反应2小时，然后将烧杯置入真空干燥箱中，在真空度为0.1MPa，温度为60℃，负压干燥4小时，得到透明无色液体，产率接近100％。其在室温下(20℃)为无色透明液体。
实施例3
将式(3)结构内盐22.728克(0.1mol)、9.209克(0.1mol)丙三醇和5.907克(0.1mol)乙酰胺加入50mL烧杯中，90℃下搅拌反应2.5小时，然后将烧杯置入真空干燥箱中，在真空度为0.5MPa，温度为70℃，负压干燥5小时，得到透明无色液体，产率接近100％。所制备的低共熔物质，在常温常压下为液体。
实施例4
将式(4)结构内盐27.133克(0.1mol)、9.209克(0.1mol)丙三醇和5.907克(0.1mol)乙酰胺加入50mL烧杯中，90℃下搅拌反应1.5小时，然后将烧杯置入真空干燥箱中，在真空度为0.9MPa，温度为70℃，负压干燥3小时，得到透明无色液体，产率接近100％。所制备的低共熔物质，在常温常压下为液体。
实施例5
将式(5)结构内盐21.128克(0.1mol)、9.209克(0.1mol)丙三醇和5.907克(0.1mol)乙酰胺加入50mL烧杯中，120℃下搅拌反应0.5小时，然后将烧杯置入真空干燥箱中，在真空度为0.1MPa，温度为60℃，负压干燥12小时，得到透明无色液体，产率接近100％。
所制备的低共熔物质，在常温常压下为液体。与酸性催化剂组合，可以作为天然秸秆纤维素的溶解介质；与氢氧化钠混合，可以作为生物柴油的酯交换反应的优良的催化体系。
实施例6
将式(6)结构内盐24.13克(0.1mol)、9.209克(0.1mol)丙三醇和5.907克(0.1mol)乙酰胺加入50mL烧杯中，90℃下搅拌反应2.0小时，然后将烧杯置入真空干燥箱中，在真空度为0.8MPa，温度为70℃，负压干燥2小时，得到透明无色液体，产率接近100％。所制备的低共熔物质，在常温常压下为液体。
实施例7
将式(7)结构内盐23.933克(0.1mol)、9.209克(0.1mol)丙三醇和18.008克(0.2mol)草酸加入50mL烧杯中，90℃下搅拌反应2.0小时，然后将烧饼置入真空干燥箱中，在真空度为0.9MPa，温度为80℃，负压干燥2小时，得到透明无色液体，产率接近100％。
实施例8
将式(8)结构内盐30.338克(0.1mol)、9.209克(0.1mol)丙三醇和6.006克(0.1mol)尿素加入50mL烧杯中，110℃下搅拌反应2.0小时，然后将烧饼置入真空干燥箱中，在真空度为0.9MPa，温度为80℃，负压干燥2小时，得到透明无色液体，产率接近100％。所制备的低共熔物质，在常温常压下为液体。
实施例9
将式(9)结构内盐25.932克(0.1mol)、9.209克(0.1mol)丙三醇和6.006克(0.1mol)尿素加入50mL烧杯中，110℃下搅拌反应2.0小时，然后将烧饼置入真空干燥箱中，在真空度为0.9MPa，温度为80℃，负压干燥2小时，得到透明无色液体，产率接近100％。所制备的低共熔物质，在常温常压下为液体。
实施例10
将式(10)结构内盐29.544克(0.1mol)、6.207克(0.1mol)乙二醇和24.024克(0.4mol)尿素加入50mL烧杯中，100℃下搅拌反应2.5小时，然后将烧杯置入电热鼓风干燥箱中，120℃下干燥的2小时，得到透明无色液体，产率接近100％。
实施例11
将式(4)结构内盐27.133克(0.1mol)、7.609克(0.1mol)1，2-丙二醇和5.907克(0.1mol)乙酰胺加入50mL烧杯中，100℃下搅拌反应2.0小时，然后将烧饼置入电热鼓风干燥箱中，80℃下干燥的12小时，得到透明无色液体，产率接近100％。所制备的低共熔物质，在常温常压下为液体。
实施例12
将式(6)结构内盐24.13克(0.1mol)、7.609克(0.1mol)1，2-丙二醇或者1，3-丙二醇和24.024克(0.4mol)尿素加入50mL烧杯中，120℃下搅拌反应2.0小时，然后将烧饼置入电热鼓风干燥箱中，80℃下干燥的12小时，得到透明无色液体，产率接近100％。所制备的低共熔物质，在常温常压下为液体。
Claims (1)
1.一种内盐的三组分低共熔离子液体，其特征在于：以分子中同时存在一个正电荷和一个负电荷的羟乙基内盐、多元醇和多氢键化合物组成，其中，羟乙基内盐结构如式(I)所示：
式(I)中，R1为氢时，R2是氢、羟乙基、苯基中的任意一个取代基；R1为甲基时，R2是甲基、羟乙基中的任意一个取代基；R1为乙基时，R2是乙基；R1为羟乙基时，R2是羟乙基、苯基中的任意一个取代基；R1为丁基时，R2是丁基；
所用的多元醇为乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、丙三醇、季戊四醇中的任意一个，多氢键化合物为乙酰胺、草酸、尿素中的任意一个。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510866535.1A CN105481732B (zh) | 2015-11-27 | 2015-11-27 | 一种基于内盐的三组分低共熔离子液体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510866535.1A CN105481732B (zh) | 2015-11-27 | 2015-11-27 | 一种基于内盐的三组分低共熔离子液体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105481732A CN105481732A (zh) | 2016-04-13 |
| CN105481732B true CN105481732B (zh) | 2017-10-27 |
Family
ID=55669054
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510866535.1A Expired - Fee Related CN105481732B (zh) | 2015-11-27 | 2015-11-27 | 一种基于内盐的三组分低共熔离子液体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105481732B (zh) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103525561B (zh) * | 2013-10-12 | 2015-01-14 | 盐城师范学院 | 一种低共熔体系中制备生物柴油的方法 |
| CN105037062A (zh) * | 2015-06-18 | 2015-11-11 | 天津理工大学 | 一种基于醇基的三元低共熔溶剂及其制备方法 |
-
2015
- 2015-11-27 CN CN201510866535.1A patent/CN105481732B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105481732A (zh) | 2016-04-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105037062A (zh) | 一种基于醇基的三元低共熔溶剂及其制备方法 | |
| CN108993098B (zh) | 一种高效捕集co2的低共熔溶剂体系及其制备方法与应用 | |
| CN104371144A (zh) | 一种水滑石负载石墨烯阻燃剂及其应用 | |
| CN103611490B (zh) | 一种二氧化碳吸附剂及制备方法 | |
| WO2015172270A1 (zh) | Pvc墙纸用促发泡型液体钾/锌复合热稳定剂及其制备方法 | |
| CN110862574A (zh) | 高效抑烟的氢氧化镁/锡类化合物微胶囊阻燃剂及其制备方法 | |
| CN106366005B (zh) | 一种球磨制备低共熔溶剂的方法 | |
| EP2898039B1 (en) | Use of a calcium potassium nitrate salt for the manufacture of a heat transfer fluid | |
| CN105481732B (zh) | 一种基于内盐的三组分低共熔离子液体 | |
| CN105504337B (zh) | 一种凹土/聚苯胺/聚苯乙烯复合粒子及其制备方法 | |
| CN105384781B (zh) | 苯酚基桥连环磷腈添加型阻燃剂及其制备方法 | |
| CN102949915B (zh) | 一种含有硫酸的离子液体再生的方法 | |
| CN104830281B (zh) | 一种中温复合定形相变储热材料及其制备方法 | |
| CN104724722A (zh) | 一种含氟碱性介质处理分子筛的方法 | |
| CN104341612B (zh) | 一种磷氮阻燃剂及其制备方法 | |
| CN105366697A (zh) | 一种高纯氢氧化镁的制备方法 | |
| CN103183837A (zh) | 一种耐热性大豆蛋白/氧化石墨烯复合膜的制备方法 | |
| CN106748812A (zh) | 一种制备钙钛矿太阳电池用卤化铅甲胺的新方法 | |
| CN105439911B (zh) | 一种基于羟乙基内盐的低共熔物质 | |
| CN103127815A (zh) | 一种利用卤硫作用提高二氧化硫捕集性能的方法 | |
| CN103275322B (zh) | 一种聚硅氧烷及其催化合成方法 | |
| CN103521036A (zh) | 一种采用金属螯合型离子液体捕集二氧化硫的方法 | |
| CN106317107A (zh) | 一种液体阻燃剂的制备方法 | |
| CN102827093B (zh) | 一种双肼基均四嗪十氢十硼酸盐化合物 | |
| CN106633181A (zh) | 一种尿嘧啶羧酸锌pvc稳定剂及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| 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: 20171027 Termination date: 20181127 |