[发明专利]双水杨醛功能化的咪唑型双子离子液体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及离子液体，特别涉及一种双水杨醛功能化的咪唑型双子离子液体，用作配位功能化离子液体、制备配位功能化离子液体聚合物的单体，属于功能材料领域。

技术背景

经过二十多年的发展，离子液体的应用领域也从最初的电化学、有机合成和催化化学，迅速发展到纳米材料、清洁能源、光电材料、生物探针等新兴领域。功能化离子液体是指组成离子液体中的阳离子或阴离子含有特定的官能团。功能化离子液体除了具有离子液体自身的一些性质外，还有功能基团带来的更加独特性能。随着功能化离子液体的不断发展，已创造出许多性能独特的离子液体，使得离子液体具有前所未有的多样化性质，各种性能越来越宽泛，运用范围越来越广，所以离子液体被称为“设计者的溶剂”，这种设计包括针对其物理性质(例如：流动性、密度、电导率、液态范围)的功能化和针对化学性质(极性、酸性、手性、配位能力、溶解性)的功能化。

具有配位功能的离子液体是功能化离子液体的一种，传统的非功能化离子液体的配位性是非常弱的，设计具有配位功能的离子液体，通过其中的配位基与中心金属离子的配位反应来固定金属离子，使之在催化反应中实现反应介质和催化剂固化的双重作用，减少金属离子催化剂的流失，这对使用昂贵过渡金属催化剂或昂贵配体的催化反应，意义重大。基于上述考虑，本发明人设计了一种双水杨醛功能化的咪唑型双子离子液体。实现本发明意图的步骤是使用直链烷烃或聚乙氧醚链的两端分别连接1-咪唑基，形成了端基连有两个咪唑环的直链烷烃或聚醚，所述直链烷烃或聚醚两端的两个咪唑环3号位N原子分别与5-氯甲基水杨醛进行季铵盐化反应，制成双水杨醛功能化的咪唑型双子季铵盐，后通过阴离子交换制成双水杨醛功能化的咪唑型双子离子液体。

本发明所述的双水杨醛功能化的咪唑型双子离子液体，可以直接与金属离子进行螯合配位，形成支载水杨醛配合物的咪唑型双子离子液体，用于油水两相中的氧化反应催化剂、聚合反应催化剂；所述的双水杨醛功能化咪唑型双子离子液体含有醛基，具有多种化学反应特性：比如可以与羟胺反应，制成双水杨醛肟接枝的咪唑型双子离子液体，用作油水两相中的氧化反应催化剂、聚合反应催化剂或金属离子的萃取剂。

发明内容

本发明提供一种双水杨醛功能化的咪唑型双子离子液体，具有通式(I)所示结构：

其中通式(I)中Q选自：

C₁～C₂₀饱和或不饱和烷基、

或中的一种，所述的n选自1～500正整数中的一种；X选自F、Cl、Br、NO₃、HSO₄、CH₃COO、C₃F₇COO、BF₄、PF₆、SbF₆、CF₃SO₃、C₄F₉SO₃、(CF₃SO₂)₃C、(CF₃SO₂)₂N中的一种。

本发明提供的通式(I)所示结构的双水杨醛功能化的咪唑型双子离子液体是依据以下合成路线实现的：

在所述的合成路线中，Q选自：

C₁～C₂₀饱和或不饱和烷基、

或中的一种，所述的n选自1～500正整数中的一种；MX中的M选自K或Na，X选自F、Cl、Br、NO₃、HSO₄、CH₃COO、C₃F₇COO、BF₄、PF₆、SbF₆、CF₃SO₃、C₄F₉SO₃、(CF₃SO₂)₃C、(CF₃SO₂)₂N中的一种。

具体制备步骤如下：