[发明专利]一种咪唑类离子液体的生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种咪唑类离子液体的的制备方法。

背景技术

离子液体又称为室温熔融盐，是由有机阳离子和有机或无机阴离子构成，且在室温及其附近温度下呈液态的盐类。早在1914年就发现了第一个离子液体-——硝基乙胺；1992年，Wikes领导的研究小组合成了低熔点、抗水解、稳定性强的1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体，之后离子液体的研究得以迅速发展。由于离子液体具有许多不同于分子型溶剂的特殊理化性质，使其表现出许多优点：（1）离子液体无味、不燃，其蒸汽压极低，具有良好的热稳定性和化学稳定性；（2）离子液体具有高导电性和良好的电化学稳定性；（3）离子液体对有机和无机物都有良好的溶解性能；（4）表现出Lewis、Franklin酸的酸性，且酸强度可调。室温离子液体作为一类新型的绿色溶剂和“软”功能材料已在有机合成、催化科学、分离分析、电化学、材料科学等领域得到了广泛的应用。

阳离子为咪唑类的离子液体，易于制备、结构易于调整、熔点较低等优点，是目前所研究最多的离子液体之一。阴离子一般是体积较小且对称性好的离子，如卤素离子、                                               、、、等，其中以卤素离子生产最多，它广泛用于合成其它离子液体的中间体。目前制备离子液体多采用传统的加热方法，中国专利申请号为200910218249.9公布了一种微波条件下制备咪唑类离子液体的方法及其工艺，减小了反应物物质的量之比，明显缩短了反应时间，但是这种制备方法不适合规模生产。目前对于离子液体规模生产工艺的报道还很少，申请号为200910065927.2公布了一种咪唑类离子液体生产工艺，设备简单，易于操作，但是对于室温下为固态的离子液体，从反应到提纯干燥都需要在较高温度下操作，能耗高，而且降温后得到的结晶固体成块，不便转移和使用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种工业化生产咪唑类离子液体的的方法。

本发明的技术方案是：一种咪唑类离子液体的生产工艺，将咪唑类化合物和卤代烃加到反应釜内，咪唑类化合物与卤代烃的物质的量之比为1:2~5，回流搅拌，水浴加热，在温度为20-60℃的条件下，反应6-48小时，静置后，回收多余原料，得到固体产物，将固体产物洗涤纯化，将离心机分离后，真空干燥。

所述咪唑类化合物的结构通式为：

式中：R₁、R₂、R₃分别为H或碳数为1-4的烃基。

所述咪唑类化合物优选N-甲基咪唑、2-甲基咪唑、4-甲基咪唑、N-丁基咪唑。

所述卤代烃为氯乙烷、溴乙烷、碘乙烷、氯丁烷、溴丁烷、碘丁烷。

所述咪唑类化合物与卤代烃的物质的量之比优选为1:3~5。

所述咪唑类化合物与卤代烃的物质的量之比最优为1:4。

本发明的有益效果是：本发明反应过程中不使用溶剂，由于反应物卤代烃过量，使产物分散成微小颗粒，便于之后的洗涤纯化操作，也便于提取使用；过量的反应物卤代烃可以回收，蒸馏再循环利用；本发明反应温度低，反应时间短，耗能少；反应得到的固体产物颗粒小，便于洗涤分离操作；本发明制得的离子液体纯度高，含水量低。

具体实施方式

实施例1

合成离子液体：溴化1-乙基-3-甲基咪唑

将7千克N-甲基咪唑和37.22千克溴乙烷（二者物质的量之比为1:4）混合于反应釜中，30℃下搅拌反应6h，静置分离出上层过量的反应物，将固体产物用乙酸乙酯洗涤三次，每次放入离心机中离心分离洗涤剂，最后真空干燥，收率为91%。熔点仪测得固体产物的熔点为72-76℃，液相色谱分析产物纯度大于99%，卡尔费修仪测得产物含水量小于0.2%。

溴化1-乙基-3-甲基咪唑的核磁谱图为：¹H NMR(DMSO-D₆)：9.41（s，1H，CH），7.78（t，1H，CH），7.69（t，1H，CH），4.18-4.15（q，2H，CH₂）,3.28(s，3H，CH₃)，1.37-1.35（t，3H，CH₃）。证明所得产物即为溴化1-乙基-3-甲基咪唑。

实施例2

合成离子液体：溴化1-乙基-3-甲基咪唑