[发明专利]适用于非极性溶剂的聚离子液体型酸性指示剂及其制备

说明书

技术领域

本发明涉及一种化工技术领域的酸性指示剂，具体地说，涉及的是一种在非极性溶剂中具有酸性指示功能的聚离子液体型指示剂的制备方法。

背景技术

离子液体是一种在室温或接近室温下呈液态的离子化合物。从100年前离子液体被第一次报道，离子液体的应用已经覆盖诸多领域，如精细化工、分离提纯、电化学、太阳能电池、生物医用等等。近年来，由离子液体发展而来的聚离子液体在聚合物化学和材料科学领域吸引了巨大关注。聚离子液体是在重复单元上具有阴、阳离子电解质基团的聚合物。聚离子液体具有离子液体低熔点、低蒸气压、导电性好、稳定性好、可回收、无毒无污染的优良特性和聚合物主链力学稳定性好、成型性能好、化学相容性好、耐久性好、空间可操纵性强的优异性能。不止于此，聚离子液体更具有十分优异的离子可交换性，通过简单的离子交换，能够制备得到一大批新型的功能化聚离子液体。聚离子液体的应用日益广泛，如作为分散剂、相转移剂、吸附剂、分离剂、离子导电材料、纳米复合材料、生物医用材料等等。

适用于非极性溶剂的聚离子液体型酸性指示剂是指在非极性溶剂(如二氯甲烷)中具有酸致变色以达到指示功能的新型聚离子液体。当前对聚离子液体型酸性指示剂的研究主要集中在水溶液、甲醇、丙酮这些极性溶剂环境中，而对在非极性溶剂中具有酸性指示功能的聚离子液体尚未见报道。因此如何利用商业化原料，采用简单的方法制备适用于非极性溶剂的聚离子液体型酸性指示剂，将十分有意义。

经过对现有技术的文献检索发现，聚离子液体型酸性指示剂主要通过将指示功能基团连接到聚合物主链的重复单元得以制备完成。QinghuaZhang等人在《Analyst》2011年第136卷1302页至1304页发表了“Ionicliquid-modifieddyesandtheirsensingperformancetowardacidsinaqueousandnon-aqueoussolutions”(离子液体改性染料和它们在水溶液与非水溶液中的酸性相应表现)，该文作者利用离子交换合成了六种离子液体改性染料，它们在水溶液与部分非水溶液中具有较好的溶解性，并展现出酸性指示功能。YujiaoFan等人在《ChemicalCommunication》2015年第51卷7234页至7237页发表了“Preparationofanion-exchangeablepolymervesiclesthroughtheself-assemblyofhyperbranchedpolymericionicliquids”(通过超支化聚离子液体的自组装合成制备阴离子可交换的聚合物囊泡)，该文作者利用离子交换合成了末端带有甲基橙基团的超支化聚离子液体，其在水溶液中自组装形成囊泡，并具有pH相应行为。JiangnaGuo等人在《PolymerChemistry》2013年第4卷第1309页至1312页发表了“PlasticreusablepHindicatorstrips：preparationviaanion-exchangeofpoly(ionicliquids)withanionicdyes”(通过与阴离子染料进行阴离子交换制备得到的可重复性使用的塑性pH试纸)，该文作者首先合成了交联聚合物，在利用与阴离子染料阴离子交换合成了染料分子不易泄露的聚合物pH试纸，其在水溶液与一些极性有机溶剂中均有不错的指示效果。由于对聚离子液体酸性指示剂的研究仍处于不断发展的阶段，因此专门适用于非极性溶剂的聚离子液体型酸性指示剂迄今并未见报道。

发明内容

本发明的目的在于开拓聚离子液体型酸性指示剂的适用溶剂范围，运用分子设计，得到了一种在非极性溶剂中可溶并具有酸性指示功能的聚离子液体型酸性指示剂。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明以乙二醇为起始剂，邻苯二甲酸酐和环氧氯丙烷单体为原料，利用交替开环聚合，合成如式(1)所示的线形聚酯，然后将N-甲基咪唑接枝到聚酯重复单元，制备得到如式(2)所示的线形聚离子液体(PIL-Cl)，最后利用PIL-Cl与甲基橙基团发生离子交换，从而制备得到如式(3)所示的阴离子为甲基橙的线形聚离子液体PIL-MO。

本发明的具体技术方案为：

一种适用于非极性溶剂的聚离子液体型酸性指示剂，其特征在于，其结构式如下：

其中，n为10-50。

上述的适用于非极性溶剂的聚离子液体型碱性指示剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤a：对反应容器进行除水除氧处理；