咪唑型离子液体的制备与工艺优化.pdf

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1、第31卷第11期吉林化工学院学报V0J_31No．112014年11月JOURNALOFJILININSTITUTEOFCHEMICALIlECHNOLOGYNOV．2014文章编号：1007．2853(2014)11-0016-03咪唑型离子液体的制备与工艺优化吉惠杰，杨英杰，郭方超一(吉林化工学院化学与制药工程学院，吉林吉林132022)摘要：主要介绍了由甲基咪唑为初始原料合成1一甲基一3一丁基氟硼酸盐离子液体的合成方法，并对其合成工艺条件进行了优化．实验表明，1一甲基-3一丁基氟硼酸盐离子液体合成适宜条件为：反应溶剂为环己烷，溶剂量100％，物料摩尔比

2、为1：1．1，在回流状态下反应7h．关键词：甲基咪唑；离子液体；合成；优化中图分类号：O626文献标志码：A离子液体是指主要由有机阳离子和无机用烷基化反应试剂与之反应合成中间体溴化1一或有机阴离子构成的，在室温或近于室温下呈液甲基一3一丁基咪唑，再通过复分解反应与四氟硼酸态的盐类，也称低温熔融盐，它们具有很多分子溶盐(或三氯化铝)合成目标产物．剂不可比拟的独特性能J．一般说来，离子液体方法：先在1．甲基咪唑的3位引入丁基基团，具有良好的热稳定性、不可燃性、不挥发、不爆炸合成溴化1一甲基-3-丁基咪唑([bmim]Br)，合成及低毒性，因而在合成反应中是清洁友

3、好的．的[bmim]再与NH4BF4反应制得离子液体1一甲有报道表明，离子液体增加了反应的活性、选择性基一3一丁基咪唑四氟硼酸盐J．及催化剂的稳定性等j，此外更深入研究的原因1．2．1中间体[bmim]Br的制备还在于人们一直倡导的绿色化学和绿色合成的思该步反应要保证1-溴丁烷过量，使1一甲基咪想，在绿色有机合成中有着广阔的应用前景．本文唑充分反应，从而提高产品产率．主要合成了1-甲基．3一丁基氟硼酸离子液体并对方法：取减压蒸馏后的1一甲基咪唑0．5mol、其合成条件进行了优化．常压蒸馏后的溴代正丁烷0．52mol和正庚烷溶剂30mL依次加人150mL四口烧

4、瓶中，通氮气1离子液体的制备30min，在氮气保护下加热搅拌至回流，在80℃下反应8h后冷却至室温，置于分液漏斗中分液，离子液体可由两种方法制得，一种为两步合取烧瓶下层的粘稠液体([bmim]Br粗产物)，用成法，另一种为一步合成法一步合成法，操作简丙酮洗除过量和未反应的正丁烷，放置过夜，粘稠单，无副产物，产品易纯化J．液体变为白色固体，碾碎，真空干燥即得[bmim]1．1主要实验器材及试剂Br白色粉末．实验仪器：JJ-1型大功率电动搅拌器，中国深圳国华仪器厂；SXHW型电子节能控温仪，巩义市1．2．2[bmim]BF的合成英峪予华仪器厂；DHG-9075A

5、鼓风式干燥箱，上在此步合成中，可以用氟硼酸银和氟硼酸钱，海一恒科学仪器有限公司；DZF-6020真空干燥因氟硼酸银较为昂贵，且对环境污染较重，故在此箱，上海一恒科学仪器有限公司．使用较为廉价的氟硼酸氨j．主要实验试剂：甲基咪唑，正溴丁烷，石油醚，方法：本实验采用的是复分解法，即溴化1．正庚烷，氟硼酸氨，丙酮均为分析纯试剂．甲基一3一丁基咪唑与四氟硼酸铵发生反应制得四1．2分步合成法氟硼酸1．甲基．3．丁基咪唑离子液体．分步合成方法就是由1一甲基咪唑出发，先利在100mL四口烧瓶中分别加入真空干燥过收稿日期：2014—10-02作者简介：吉惠杰(1973一)，

6、女，吉林省吉林市人，吉林化工学院实验师，主要从事精细有机合成与应用方面的研究通信作者：杨英杰，E—mail：yanghjm@163．oom．2003级制药工程专业毕业生．第11期吉惠杰，等：咪唑型离子液体的制备与工艺优化的[bmim]BrO．05mol和干燥过的氟硼酸氨0．05mol，溴代正丁烷0．052mol加热到120℃搅0．052mol以及25mL的丙酮作溶剂，加热到6O℃拌反应1h，即可得产物．搅拌3h，反应结束后趁热抽滤，得淡黄色粘稠液体，挥发少量溶剂并真空干燥，淡黄色透明液体，2正交实验即所得离子液体．反应式如下：将[bmim]Br和氟硼酸铵在四

7、口烧瓶中混合[bmin]Br+NH4BF4[bmin]BF4加入溶剂，恒温搅拌，产品抽滤，液体分层，取下层+NH4Br即为产品并称量．按以上步骤，对溶剂、反应时间、1。3一步合成法物料摩尔比、反应温度，做探索实验．将1一甲基咪唑与卤代烃以及四氟硼酸2．1溶剂的选择氨混合物加热，可一步合成1．甲基．3．丁基咪按[bmim]Br和氟硼酸铵的摩尔比l：1．1，反唑氟硼酸盐离子液体．应温度控制在溶剂的回流温度，反应5h，分别选取方法：在50mL平底烧瓶中加人干燥过的丙酮、乙醚、氯仿、二甲基亚砜、乙腈、甲醇、石油醚、NHBF40．05mol，新蒸馏过的1．甲基咪唑正庚

8、烷和环己烷进行实验，实验结果见表1．表1溶剂对收率的