[发明专利]一种1-乙基-4-烷基哌嗪离子液体、制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及有机合成领域，具体涉及一种1-乙基-4-烷基哌嗪离子液体、制备方法及其应用。

背景技术

离子液体也称为室温离子液体或低温熔融盐，通常是指熔点低于100℃的有机盐。由于完全由离子组成，离子液体有许多不同于常规有机溶剂的性质，如熔点低、不挥发、液程范围宽、稳定性好、溶解能力强、性质可调、不易燃烧、电化学窗口宽等。

目前离子液体的阳离子主要有烷基季铵离子、烷基季膦离子、1,3-二烷基取代的咪唑离子、N-烷基取代的吡啶离子。

公开号为CN1696117B的专利文献公开了一种卤化烷基咪唑型离子液体的制备方法，采用近似等摩尔量的N-烷基咪唑与卤代烃为原料，在常压下密闭反应器中实现加成反应，合成由N,N-二烷基咪唑阳离子和卤素阴离子组成的离子液体，利用超临界CO₂萃取分离反应产物和未反应的原料。

公开号为CN102887855A的专利文献公开了一种含吡啶离子液体、其制备方法和应用，该含吡啶离子液体具有如下结构式：

其中，R选自甲氧基乙氧基甲基；Y^-选自BF₄^-、PF₆^-、（CF₃SO₂)₂N、CF₃SO₃^-中的一种。

哌嗪类离子液体的制备一般采用一步法或两步法。一步法工艺简单，制备周期短，缺点是种类少，稳定性差。本发明提出了一种两步法制备哌嗪离子液体的方法。相对一步法，两步法合成的优点是普适性好、收率高、稳定性好、室温下基本为液态。两步法的第一步为卤代烷RX与烷基哌嗪发生烷基化反应，制备出含目标阳离子的卤化物。第二步通过离子交换将目标阴离子Y^-置换出X^-阴离子，得到目标离子液体。

发明内容

本发明提供了一种新型的1,4-二甲基-1-烷基哌嗪离子液体，并提供了所述哌嗪类离子液体的制备方法，工艺简单、周期短且产率较高。将制备得到的1,4-二甲基-1-烷基哌嗪离子液体用于油品的深度脱硫及二氧化硫气体吸收，均具有较高的效率。

本发明公开了一种1-乙基-4-烷基哌嗪离子液体，具有如下的化学结构通式：

其中，所述R为C₃～C₈的直链烷基；

所述Y^-为I^-、BF₄^-、PF₆^-、(CF₃SO₂)₂N^-、(C₂F₅SO₂)₂N^-、SCN^-或N(CN)₂^-。

本发明还公开了一种所述1-乙基-4-烷基哌嗪离子液体的制备方法。

当Y^-为I^-时，所述1-乙基-4-烷基哌嗪离子液体的制备方法如下：

将碘代烷与二氯甲烷混合后，滴加到1-乙基哌嗪中，0～50℃下反应18～36h，再加入氢氧化钠，继续反应18～36h，经过滤、蒸发后，粗产品用正己烷洗涤，干燥后得到所述的碘化1-乙基-4-烷基哌嗪离子液体；

所述1-乙基哌嗪与碘代烷的摩尔比为1:1.25～1.5；

所述氢氧化钠与1-乙基哌嗪的摩尔比为1:1～1.5；

所述碘代烷中的烷基选自C₃～C₈的直链烷基。

所述碘化1-乙基-4-烷基哌嗪离子液体的反应式为：