CN113387890A - 一种离子液体、聚离子液体及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种离子液体、聚离子液体及其制备方法和应用，所述离子液体的结构如式Ⅰ所示，所述聚离子液体由所述离子液体聚合得到；该离子液体制备方法包括如下步骤：将N‑乙烯基咪唑、化合物X‑R‑X以及有机溶剂混合，反应，得到所述离子液体。所述离子液体、聚离子液体作为催化剂时具有高活性、易分离的优点，可应用于环氧化合物合成中。

Description

一种离子液体、聚离子液体及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于催化技术领域，具体涉及一种离子液体、聚离子液体及其制备方法和应用。
背景技术
作为一类重要的有机化工原料，环氧化合物被广泛应用于有机和聚合合成领域。典型的环氧化合物如环氧乙烷、环氧丙烷和环氧丁烷常作为生产杀菌剂、稀释剂和聚氨酯前体的原料。特别是环氧丁烷更是一种可以在多个方面提升产品性能且用途广泛的化学品。目前，环氧化合物主要生产工艺包括制包括：氯醇法、直接氧化法和间接氧化法等，但这些方法普遍存在工艺复杂、环境污染、生产成本高等缺点。不仅如此，对于环氧丁烷、环氧戊烷等碳链较长的环氧化合物，目前在国内尚不能形成专业化生产。近年来，依托绿色化学的发展背景，研究出了通过环状碳酸酯直接脱羧生产环氧化合物的工艺路线，由于该路线生产工艺简单，原料来源广泛，具有潜在的工业化潜力受到了较多地研究和关注。
US28516413B1公开了以沸石A作为非均相催化剂，在低压(3.5kPa)和183℃条件下，成功将碳酸甘油酯转化为缩水甘油，并实现了缩水甘油72％的较高收率(1h)。US7868192B1公开了在200℃和低压(2.7kPa)条件下，通过均相催化剂无水硫酸钠成功将碳酸甘油酯转化成为缩水甘油，收率达80％(6h)。
Xin Niu等(RSC Advances,2019,9:10072-10080)以咪唑基离子液体作为脱羧催化剂，开展了关于通过直接脱羧路线，一步直接将碳酸1,2-丁烯酯转化为1,2-环氧丁烷的研究。经过对助剂比例、反应时间、催化剂用量和离子液体类型等系列因素的筛选，确定了以1-丁基-3-甲基咪唑溴盐为催化剂的有效催化体系，合成出纯度达98.2％的1,2-环氧丁烷产品。
由环状碳酸酯直接脱羧合成环氧化合物工艺路线，具有生产工艺简单，原料来源广泛，适应范围广、经济环保等优点。但是，目前所用的脱羧催化剂普遍存在均相催化剂难分离，多相催化剂催化效率低等问题。
因此，发展新型、高活性、易分离的脱羧催化剂解决环氧化合物合成过程中催化效率低、产物与催化剂难分离等问题，已成为目前亟待解决的问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种离子液体、聚离子液体及其制备方法与应用，本发明提供的离子液体的结构中含有双核咪唑结构，相比于单核咪唑结构，具有更多的活性位点，催化活性更高，可将环状碳酸酯高效转化为环氧化合物；其结构中丰富的羟基官能团可作为氢键供体有效活化环状碳酸酯，提高脱羧过程催化效率，将该离子液体聚合得到的聚离子液体，同时还具有易于分离回收等优点。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种离子液体，所述离子液体的结构如式Ⅰ所示：
Figure BDA0003120313880000021
其中，R选自至少1个羟基取代的C3～C8直链或支链亚烷基，X选自溴、氯或碘中的任意一种。
所述C3～C8例如可以为C4、C5、C6、C7等，下文涉及该内容时为相同含义。
本发明中，所述R选自如下基团中的任意一种：
Figure BDA0003120313880000031
上述基团两侧的短直线代表基团的连接位点，并非代表甲基。
第二方面，本发明提供一种如第一方面所述的离子液体的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：将N-乙烯基咪唑、化合物X-R-X以及有机溶剂混合，反应，得到所述离子液体。
所述化合物X-R-X中，X、R的选择范围与第一方面所述的的X、R的选择范围相同。
优选地，所述N-乙烯基咪唑与化合物X-R-X的摩尔比为1:(0.3～0.5)，例如可以为1:3.2、1:3.4、1:3.6、1:3.8、1:4、1:4.2、1:4.4、1:4.6或1:4.8等。
优选地，所述有机溶剂选自甲醇、乙醇、四氢呋喃、氯仿、乙腈、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述反应的温度为60～80℃，例如可以为62℃、64℃、66℃、68℃、70℃、72℃、74℃、76℃或78℃，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述反应的时间为24～72h，例如可以为30h、35h、40h、42h、45h、50h、52h、55h、58h、60h、62h、65h、66h、68h或70h，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述反应在惰性气体存在下进行。
优选地，所述惰性气体选自氮气、氩气或氦气中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述反应后，还包括除溶、洗涤以及干燥的步骤。
第三方面，本发明提供一种聚离子液体，所述聚离子液体由如第一方面所述的离子液体聚合得到。
优选地，所述聚离子液体的重均分子量为2000～24000，例如可以为4000、6000、8000、10000、12000、14000、16000、18000、20000或22000，以及上述点值间的具体点值，限于篇幅和出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
第四方面，本发明提供一种如第三方面所述的聚离子液体的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：将所述离子液体、引发剂与有机溶剂混合，反应，得到所述聚离子液体。
本发明中，所述引发剂为油溶性偶氮类引发剂。
优选地，所述油溶性偶氮类引发剂选自偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈或偶氮二异丁酸二甲酯中的任意一种或至少两种的组合，进一步优选为偶氮二异丁腈。
优选地，所述有机溶剂选自甲醇、乙醇、乙腈、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜中至少一种或者多种的组合。
优选地，以所述离子液体的质量为100％计，所述引发剂的质量为1～10％，例如可以为2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％或9％，以及上述点值间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述反应在惰性气体存在下进行。
优选地，所述惰性气体选自氮气、氩气或氦气中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述反应的温度为55～85℃，例如可以为60℃、64℃、66℃、68℃、70℃、72℃、74℃、76℃、78℃、80℃、82℃或84℃，以及上述点值间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述反应的时间为12～72h，例如可以为15h、20h、25h、30h、35h、40h、45h、50h、55h、60h、65h或70h，以及上述点值间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
第五方面，本发明提供一种如第一方面所述的离子液体、如第三方面所述的聚离子液体在环氧化合物合成中的应用。
优选地，所述离子液体、聚离子液体用于催化环状碳酸酯脱羧制备环氧化合物。
第六方面，本发明提供一种环氧化合物的制备方法，所述制备方法包括：环状碳酸酯在催化剂的催化下进行脱羧反应，得到所述环氧化合物；所述催化剂包括如第一方面所述的离子液体和/或如第三方面所述的聚离子液体，反应式如下：
Figure BDA0003120313880000051
其中，R1选自取代或未取代的C1～C5直链或支链烷基、取代或未取代的C2～C5烯烃基、取代或未取代的C6～C18芳基、取代或未取代的C1～C5烷氧基、取代或未取代的C2～C5烯氧基、取代或未取代的C6～C18芳氧基中的任意一种。
所述取代的取代基各自独立地选自卤素、羟基、C1～C5直链或支链烷基中的至少一种。
所述C1～C5例如可以为C2、C3、C4等。
优选地，所述R1选自甲基、乙基、正丁基、苯基、苯氧甲基、烯丙氧基、氯甲基或羟甲基中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述催化剂与环状碳酸酯的质量比为1:(1～200)，例如可以为1:10、1:50、1:100、1:150、1:160、1:170、1:180或1:190等。
优选地，所述脱羧反应的温度为180～220℃，例如可以为185℃、190℃、200℃、205℃、210℃或215℃，以及上述点值间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述脱羧反应的压力为0.5～1100KPa，例如可以为100KPa、200KPa、300KPa、400KPa、500KPa、600KPa、700KPa、800KPa或1000KPa，进一步优选为50～101KPa。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明提供了一种离子液体以及由该离子液体制得的聚离子液体，将二者应用于催化环氧化合物的合成反应中时，相比于目前的催化剂，本发明提供的离子液体以及聚离子液体具有高的催化选择性，可达到97.1～99.5％，同时具有较高产率，为58.2～83.2％；聚离子液体还具有易分离回收的特点，回收率高达99.1％以上。
附图说明
图1为实施例2提供的聚离子液体的红外光谱图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
本实施例提供一种离子液体，其结构如下所示：
Figure BDA0003120313880000071
所述离子液体的制备方法包括：
将1,3-二溴-2-丙醇、N-乙烯基咪唑按照摩尔比2.1:1分散于乙腈中，在氮气存在下，在70℃下，进行反应24h，经倾析去除溶剂，用去离子水和无水乙醇进行洗涤，干燥后，得到所述离子液体。
实施例2
本实施例提供一种聚离子液体，所述聚离子液体由实施例1提供的离子液体聚合得到。
所述聚离子液体的制备方法包括如下步骤：
将实施例1提供的离子液体单体、偶氮二异丁腈分散于乙腈中，在氮气存在下，室温搅拌30分钟，然后在65℃下，进行聚合反应24h后，经除溶，洗涤，干燥后，得到所述聚离子液体；所述引发剂的质量为离子液体质量的3％。
实施例3
本实施例提供一种离子液体，其结构如下所示：
Figure BDA0003120313880000072
所述离子液体的制备方法包括：
将1,4-二氯-2,3-丁二醇、N-乙烯基咪唑按照摩尔比2.1:1分散于乙腈中，在氮气存在下，在72℃下，进行反应20h，经倾析去除溶剂，用去离子水和无水乙醇进行洗涤，干燥后，得到所述离子液体。
实施例4
本实施例提供一种聚离子液体，所述聚离子液体由实施例3提供的离子液体聚合得到。
所述聚离子液体的制备方法包括如下步骤：
将实施例3提供的离子液体单体、偶氮二异丁腈分散于乙腈中，在氮气存在下，室温搅拌30分钟，然后在70℃下，进行聚合反应30h后，经除溶，洗涤，干燥后，得到所述聚离子液体；所述引发剂的质量为离子液体质量的3％。
实施例5
本实施例提供一种离子液体，其结构如下所示：
Figure BDA0003120313880000081
所述离子液体的制备方法包括：
将二溴新戊二醇、N-乙烯基咪唑按照摩尔比2.1:1分散于乙腈中，在氮气存在下，在76℃下，进行反应24h，经倾析去除溶剂，用去离子水和无水乙醇进行洗涤，干燥后，得到所述离子液体。
实施例6
本实施例提供一种聚离子液体，所述聚离子液体由实施例5提供的离子液体聚合得到。
所述聚离子液体的制备方法包括如下：
将实施例5提供的离子液体单体、偶氮二异丁腈分散于乙腈中，在氮气存在下，室温搅拌30分钟，然后在80℃下，进行聚合反应36h后，经除溶，洗涤，干燥后，得到所述聚离子液体；所述引发剂的质量为离子液体质量的3％。
应用例1-6
一种1,2-环氧丁烷的制备方法，包括如下步骤：
在真空度为30KPa，185℃的条件下，加入碳酸1,2-丁烯酯(20.0g)、催化剂(1.5g)进行脱羧反应2h，得到产物1,2-环氧丁烷；所述催化剂分别为实施例1-6提供的离子液体或聚离子液体中的任意一种。
对比应用例1
一种1,2-环氧丁烷的制备方法，其与应用例1的区别仅在于，催化剂为溴化1-丁基-3-甲基咪唑。
性能测试：
(1)红外光谱测试：采用傅里叶红外光谱仪(MATRIX-F型，德国布鲁克)对实施例2提供的聚离子液体进行红外扫描测试，得到的红外光谱图如图1所示：样品在3416cm-1处的吸收峰为聚离子液体单元中的羟基伸缩振动峰，1160cm-1(C-N)、1567cm-1(C＝C)和1625cm-1(C＝N)处的伸缩振动峰为咪唑鎓环的特征峰，3069cm-1处的吸收峰为亚甲基(-CH2-)的特征峰；此外，样品在960cm-1附近未观测到乙烯基中不饱和的C-H伸缩振动峰，说明聚离子液体的成功合成。
(2)催化性能测试：
计算应用例1-6以及对比应用例1的环氧化合物产物的选择性以及产率，相关计算公式如下：
环氧化合物产物的选择性＝[M1/(Mr1-Mr2)]×100％；
环氧化合物产物的产率＝[M1/Mr1]×100％；
其中，M1为经脱羧反应制备得到的环氧化合物物质的量(mol)，Mr1为反应前加入的反应物的物质的量(mol)，Mr2为反应后剩余的反应物的物质的量(mol)；
(2)分离难易程度测试
待应用例1-6中反应完成后，通过减压抽滤和干燥步骤对产物中的催化剂进行分离，并通过分离收率来量化应用例1-6以及对比应用例1中催化剂的分离难易程度，计算公式如下：
催化剂的分离收率＝[mc2/mc1]×100％；
其中，mc1为反应前催化剂的加入质量(g)；mc2为反应后分离得到的催化剂质量(g)。
表1
Figure BDA0003120313880000101
由表1的数据可以看出，本发明提供的离子液体以及聚离子液体(实施例1-6)具有较高的催化选择性，高达97.1～99.5％，同时也具有较高的环氧化合物产率，高达58.25～83.2％。通过应用例2、4、6可以看出本发明提供的聚离子液体催化剂具有易于回收以及回收率较高的优点。对比例1提供的催化剂虽然催化的选择性为99.5％，但是其催化后的环氧化合物产量较低，仅为51.1％。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的离子液体及其制备方法和应用，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种离子液体，其特征在于，所述离子液体的结构如式Ⅰ所示：
Figure FDA0003120313870000011
其中，R选自至少1个羟基取代的C3～C8直链或支链亚烷基，X选自溴、氯或碘中的任意一种。
2.根据权利要求1所述的离子液体，其特征在于，所述R选自如下基团中的任意一种：
Figure FDA0003120313870000012
3.一种如权利要求1或2所述的离子液体的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：将N-乙烯基咪唑、化合物X-R-X以及有机溶剂混合，反应，得到所述离子液体；
所述化合物X-R-X中，X、R的选择范围与权利要求1中的X、R的选择范围相同。
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述N-乙烯基咪唑与化合物X-R-X的摩尔比为1:(0.3～0.5)；
优选地，所述有机溶剂选自甲醇、乙醇、四氢呋喃、氯仿、乙腈、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜中的任意一种或至少两种的组合。
5.如权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，所述反应的温度为60～80℃；
优选地，所述反应的时间为24～72h；
优选地，所述反应在惰性气体存在下进行；
优选地，所述惰性气体选自氮气、氩气或氦气中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述反应后，还包括除溶、洗涤以及干燥的步骤。
6.一种聚离子液体，其特征在于，所述聚离子液体由权利要求1或2所述的离子液体聚合得到；
优选地，所述聚离子液体的重均分子量为2000～24000。
7.一种如权利要求6所述的聚离子液体的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：将所述离子液体、引发剂与有机溶剂混合，反应，得到所述聚离子液体。
8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述引发剂为油溶性偶氮类引发剂；
优选地，所述油溶性偶氮类引发剂选自偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈或偶氮二异丁酸二甲酯中的任意一种或至少两种的组合，进一步优选为偶氮二异丁腈；
优选地，所述有机溶剂选自甲醇、乙醇、乙腈、N,N-二甲基甲酰胺或二甲基亚砜中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，以所述离子液体的质量为100％计，所述引发剂的质量为1～10％；
优选地，所述反应在惰性气体存在下进行；
优选地，所述惰性气体选自氮气、氩气或氦气中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述反应的温度为在55～85℃；
优选地，所述反应的时间为12～72h。
9.一种如权利要求1所述的离子液体、如权利要求6所述的聚离子液体在环氧化合物合成中的应用；
优选地，所述离子液体、聚离子液体用于催化环状碳酸酯脱羧制备环氧化合物。
10.一种环氧化合物的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：环状碳酸酯在催化剂的催化下进行脱羧反应，得到所述环氧化合物；所述催化剂包括如权利要求1所述的离子液体和/或如权利要求6所述的聚离子液体；反应式如下：
Figure FDA0003120313870000031
其中，R1选自取代或未取代的C1～C5直链或支链烷基、取代或未取代的C2～C5烯烃基、取代或未取代的C6～C18芳基、取代或未取代的C1～C5烷氧基、取代或未取代的C2～C5烯氧基、取代或未取代的C6～C18芳氧基中的任意一种；
所述取代的取代基各自独立地选自卤素、羟基、C1～C5直链或支链烷基中的至少一种；
优选地，所述R1选自甲基、乙基、正丁基、苯基、苯氧甲基、烯丙氧基、氯甲基或羟甲基中的至少一种；
优选地，所述催化剂与环状碳酸酯的质量比为1:(1～200)；
优选地，所述脱羧反应的温度为180～220℃；
优选地，所述脱羧反应的压力为0.5～1100KPa，进一步优选为50～101KPa。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101875640A (zh) * 2010-06-28 2010-11-03 浙江工业大学 一种在离子液体中制备吡嗪甲酸的方法
WO2014077465A1 (ko) * 2012-11-14 2014-05-22 한국과학기술연구원 글리시돌의 제조방법
CN108794300A (zh) * 2018-05-18 2018-11-13 岳阳昌德化工实业有限公司 含乙二醇和1,2-丁二醇的原料的预分离方法及环氧丁烷的制备方法
CN109970682A (zh) * 2019-05-06 2019-07-05 岳阳昌德环境科技有限公司 从环己烷氧化轻质油中回收环氧环己烷的方法
CN111356711A (zh) * 2017-09-19 2020-06-30 埃姆比昂技术公司 离子聚合物及其在生物质处理中的用途

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101875640A (zh) * 2010-06-28 2010-11-03 浙江工业大学 一种在离子液体中制备吡嗪甲酸的方法
WO2014077465A1 (ko) * 2012-11-14 2014-05-22 한국과학기술연구원 글리시돌의 제조방법
CN111356711A (zh) * 2017-09-19 2020-06-30 埃姆比昂技术公司 离子聚合物及其在生物质处理中的用途
CN108794300A (zh) * 2018-05-18 2018-11-13 岳阳昌德化工实业有限公司 含乙二醇和1,2-丁二醇的原料的预分离方法及环氧丁烷的制备方法
CN109970682A (zh) * 2019-05-06 2019-07-05 岳阳昌德环境科技有限公司 从环己烷氧化轻质油中回收环氧环己烷的方法

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CHOI, JI SIK 等: "Ionic-liquid-catalyzed decarboxylation of glycerol carbonate to glycidol", 《JOURNAL OF CATALYSIS》, vol. 297, 17 November 2012 (2012-11-17), pages 248 *
FAREGHI-ALAMDARI, REZA 等: "Novel diol functionalized dicationic ionic liquids: synthesis, characterization and DFT calculations on H-bonding influence on thermophysical properties", 《RSC ADVANCES》, vol. 6, no. 82, 18 August 2016 (2016-08-18), pages 78636 *
LI, YANG 等: "Tris-imidazolinium-based porous poly(ionic liquid)s as an efficient catalyst for decarboxylation of cyclic carbonate to epoxide", 《RSC ADVANCES》, vol. 11, no. 23, 15 April 2021 (2021-04-15), pages 14193 *
NIU, XIN 等: "Efficient synthesis of epoxybutane from butanediol via a two-step process", 《RSC ADVANCES》, vol. 9, no. 18, 29 March 2019 (2019-03-29), pages 10072 *
SHARMA, ABHISHEK 等: "Unique versatility of ionic liquids as clean decarboxylation catalyst cum solvent", 《ADVANCED SYNTHESIS & CATALYSIS》, vol. 350, no. 18, 15 December 2008 (2008-12-15), pages 2910 - 2920, XP072354473, DOI: 10.1002/adsc.200800537 *

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