[发明专利]一种新型功能化酰基咪唑类离子液体及制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及新型化学材料及制备技术领域，具体地说，涉及一种酰基功能化的离子液体及其制备方法。

背景技术：

离子液体是由有机阳离子和无机或有机阴离子构成，在室温下为液体的盐。离子液体由于具有低挥发性，低熔点，结构可设计性，相对宽且稳定的电化学窗口，较高的离子导电性以及较高的离子密度和离子活动性等优点，在许多领域已被广泛开发应用。

功能化离子液体是指在阴阳离子中引入一个或多个官能团而赋予离子液体以特殊功能，得到一类新型的功能材料和介质。

传统离子液体化学物理性质比较稳定，在环境中积累可能导致环境的深层污染，因此，在深入了解离子液体可降解性的同时也要不断开发易降解的离子液体，包括从一些可再生资源如果糖[Handy S.T.，Okello M.，Dickenson G.，Org.Lett.，2003，5(14)：2513-2515.]和天然长链脂肪酸[邓友全；李冬梅；石峰，中国专利：CN200510126589.0，2005.]出发合成离子液体，或者是烷基侧链上具有羟基，羰基等潜在酶水解活性位的功能化离子液体[Gathergood N.，GarciM.T.，Scammells P.J.，Green Chem.，2004，6：166-175.]。但是，通过傅-克反应直接在咪唑环上引入烷基和乙酰基的功能性离子液体目前还很少有文献报道[Seo D.W.，Parvez Md.K.，LeeS.H.，Kim J.H.，Kim S.R.Lim Y.D.Kim W.G.，Electrochimica Acta，2011，57：285-289.]。而这些合成方法常采用大量高毒、易挥发及强刺激性的有机溶剂，对设备和操作要求高的同时，也给环境造成了很大的污染。本发明主要采用合成工艺已经很成熟的乙酰基咪唑为原料，与活泼的卤代烃反应合成1-烷基-3乙酰基咪唑卤盐离子液体。该种离子液体由于具有咪唑环上直接连有乙酰基的特殊结构，使阳离子具有更强的正电性，更易与纤维素结构羟基中的氧结合，破坏纤维素结构中的分子间氢键作用，从而达到分离纤维素的目的。此外，由于中间体乙酰基咪唑本身具有强的酰基化作用，在有机反应中常作为一种很好的酰基化试剂。因此开发以乙酰基咪唑为基础的功能性离子液体作为一种绿色的溶剂或酰基化试剂用于有机合成反应以及电化学催化中，都有着很大的潜在应用价值。而且，本发明所采用的合成工艺简单安全，设备投资少，无须氮气保护，所得离子液体产品纯度高，在环境中易降解，因此，在离子液体的绿色化学合成日益受到推崇的今天，也具有深远的意义。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种新型的咪唑基功能化的离子液体，并提供这类离子液体的制备方法。

本发明提供的功能离子液体，含有乙酰基咪唑基团，具体为1-烷基-3-乙酰基咪唑卤盐，其具有如下结构1：

其中R为CH₂CH₃，C(CH₃)₃和CH₂(CH₂)₄CH₃中的一种，X为Br和I中的一种。优选地，所述功能离子液体为：

根据本发明的一方面，本发明提供了一种乙酰基功能离子液体的制备方法，其中乙酰基咪唑与叔溴代烃或碘代烃以1∶3的摩尔比在反应温度为50～60℃下进行傅-克烷基化反应，得到所述乙酰基功能离子液体，其反应方程式如下：

其中，其中R为CH₂CH₃，C(CH₃)₃和CH₂(CH₂)₄CH₃中的一种，X为Br和I中的一种。

反应采用无溶剂“一锅煮”方法，将乙酰基咪唑与叔溴代烃或碘代烃以1∶3摩尔比混合，保持反应温度50～60℃，反应时间为7小时，然后用适量乙醚先洗去过量的卤代烃，剩余固体用乙腈和乙醚进行重结晶，得到纯度能够满足一般应用要求的目标离子液体。其中1-乙基-3-乙酰基咪唑碘盐离子液体室温下为淡黄色固体，1-己基-3-乙酰基咪唑碘盐离子液体室温下为淡黄色透明液体，1-叔丁基-3-乙酰基离子液体室温下为无色透明液体，它们的结构式分别如下：