CN106366005A - 一种球磨制备低共熔溶剂的方法 - Google Patents

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Abstract

一种球磨制备低共熔溶剂的方法，其特征在于：是以季铵盐和氢键给体（如酰胺、羧酸、多元醇或酚等）为原料（其中季铵盐与氢键给体的化学计量比为1:1—1:5），在球磨机中加入研磨体在常温条件下球磨1‑24小时，即得到室温呈液态、澄清透明的低共熔溶剂。本发明涉及的制备方法与传统的加热制备方法有明显不同。传统加热制备方法需要在一定温度下加热搅拌直至形成无色液体。而本发明涉及的方法是在室温条件下利用机械能直接破坏原料自身的氢键，使原料之间快速有效形成氢键，从而制备得到低共熔溶剂的过程。该方法具有制备简单、试剂价格低廉、环境污染小、稳定性好、产品色泽浅等优点。特别适合制备对热不稳定的低共熔溶剂。

Description

一种球磨制备低共熔溶剂的方法
技术领域
本发明属于新材料合成领域，具体涉及一种低共熔溶剂的制备方法。该方法利用球磨的方式，在常温条件下，以一定化学计量比的季铵盐和氢键给体（如酰胺、羧酸、多元醇等）为原料直接制备得到低共熔溶剂。
背景技术
低共熔溶剂最早由Abbott等人于2003年提出。低共熔溶剂(英文名：DeepEutectic Solvents)是指由一定化学计量比的氢键受体和氢键给体组合而成的两组分或多组分低共熔混合物，其凝固点要明显低于各个组分纯物质的熔点。其中组成低共熔溶剂的氢键受体主要为季铵盐等化合物，氢键给体主要为酰胺、羧酸等化合物。由于低共熔溶剂的物理化学性质与离子液体很相似，因此也常将低共熔溶剂归为一类新型离子液体。作为一类新型绿色溶剂，低共熔溶剂具有制备简便、成本低、毒性低、溶解性好、不易挥发等特点，因此在萃取分离、催化反应、纳米材料制备、溶解增溶等领域表现出良好的发展前景。
目前制备低共熔溶剂的主要方法是使一定化学计量比的氢键受体和氢键给体在一定温度下加热搅拌直至形成无色液体，其中加热温度需要在80度以上。还有报道称挤压膨化法也可用于制备低共熔溶剂，但是挤压膨化法的原理是利用了机械力转化为高温高压。总的来说，现有的低共熔溶剂的制备方法都需要使用热能。
发明内容
本发明的目的是针对已有的制备低共熔溶剂的方法都需要使用热能，本发明的方法是在不改变形成低共熔溶剂的物料的化学计量比的情况下，使用行星式球磨机直接对物料进行球磨，也能达到和现有制备方法（如加热法）相同的效果，制备得到的低共熔溶剂是澄清透明的粘稠状液体，性能与现有制备方法（如加热法）得到的产品效果完全一致。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种球磨制备低共熔溶剂的方法，是以季铵盐和氢键给体为原料（其中季铵盐与氢键给体的化学计量比为1:1—1:5），在球磨机中加入研磨体在常温条件下球磨1-24小时，即得到低共熔溶剂。
所述季铵盐为氯化胆碱或四丁基溴化铵等。
所述氢键给体为如酰胺、羧酸、多元醇或酚等。
所述球磨机为行星式球磨机。
研磨速度为50-700rpm。
本发明所得到低共熔溶剂在常温下为澄清透明的粘稠状液体。
本发明涉及的制备方法与传统的加热制备方法有明显不同。传统加热制备方法需要在一定温度下加热搅拌直至形成无色液体。而本发明涉及的方法是在室温条件下利用机械能直接破坏原料自身的氢键，使原料之间快速有效形成氢键，从而制备得到低共熔溶剂的过程。
该方法具有方法简单、试剂价格低廉、环境污染小、稳定性好、产品色泽浅等优点。特别适合制备对热不稳定的低共熔溶剂。另外制备在常温下进行，可避免加热制备使原料成分发生降解等不良变化。另外，还可将制备低共熔溶剂的原料与要提取的物料同时进行球磨，实现制备低共熔溶剂-萃取过程“一锅法”进行，达到提高生产效率的目的。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行进一步说明：
实施例1
向行星式球磨机的球磨筒中依次加入化学计量比为1:2的氯化胆碱与尿素（其中氯化胆碱为139.6克，尿素为120.1克），并加入研磨体，在常温条件下球磨反应6小时；反应完毕后，取出研磨体，将球磨筒中的物料倒至烧杯中，为澄清透明的粘稠状液体（熔点为12℃），称重为258.6克，反应产率为99.6%。
实施例2
向球磨机的球磨筒中依次加入化学计量比为1:1的氯化胆碱与丙二酸（其中氯化胆碱为139.6克，丙二酸为104.1克），并加入研磨体，在常温条件下球磨反应6小时；反应完毕后，取出研磨体，将球磨筒中的物料倒至烧杯中，为澄清透明的粘稠状液体（熔点为10℃），称重为242.5克，反应产率为99.5%。
实施例3
向球磨机的球磨筒中依次加入化学计量比为1:2的氯化胆碱与丙三醇（其中氯化胆碱为139.6克，丙三醇为184.2克），并加入研磨体，在常温条件下球磨反应2小时；反应完毕后，取出研磨体，将球磨筒中的物料倒至烧杯中，为澄清透明的粘稠状液体（熔点为-40℃），称重为322.7克，反应产率为99.7%。
实施例4
向球磨筒中依次加入化学计量比为1:2.3的四丁基溴化铵与咪唑（其中四丁基溴化铵为96.7克，咪唑为47.6克），并加入研磨体，在常温条件下球磨反应4小时；反应完毕后，取出研磨体，将球磨筒中的物料倒至烧杯中，为澄清透明的粘稠状液体（熔点为21℃），称重为143.2克，反应产率为99.2%。
实施例5
向球磨机的球磨筒中依次加入化学计量比为1:4的氯化胆碱与苯酚（其中氯化胆碱为139.6克，苯酚为376.4克），并加入研磨体，在常温条件下球磨反应10小时；反应完毕后，取出研磨体，将球磨筒中的物料倒至烧杯中，为澄清透明的粘稠状液体（熔点为-20℃），称重为514.5克，反应产率为99.7%。

Claims (5)

1.一种球磨制备低共熔溶剂的方法，其特征在于：是以季铵盐和氢键给体为原料，其中季铵盐与氢键给体的化学计量比为1:1—1:5，在球磨机中加入研磨体在常温条件下球磨1-24小时，即得到低共熔溶剂。
2.根据权利要求1所述的球磨制备低共熔溶剂的方法，其特征在于：所述季铵盐为氯化胆碱、四丁基溴化铵。
3.根据权利要求1所述的球磨制备低共熔溶剂的方法，其特征在于：所述氢键给体为酰胺、羧酸、多元醇或酚。
4.根据权利要求1所述的球磨制备低共熔溶剂的方法，其特征在于：所述球磨机为行星式球磨机。
5.根据权利要求1所述的球磨制备低共熔溶剂的方法，其特征在于：得到的低共熔溶剂常温下为澄清透明的粘稠状液体。
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