一种乙烯基咪唑离子液体的制备方法 技术领域：
本发明涉及一种乙烯基咪唑离子液体的制备方法，该制备方法很大程度上降低了乙烯基咪唑离子液体的生产成本，易于工业化生产及应用。
背景技术：
室温离子液体是由有机阳离子和无机或有机阴离子构成的、在室温或室温附近温度下呈液体状态的盐类。
近来，使用离子液体溶解纤维素的研究比较活跃，其中，Swatloski等发现1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([BMIM]Cl)离子液体可溶解纤维素；任强等发现离子液体1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐([AMIM]Cl)对纤维素具有更好的溶解性能，从结构上分析，不饱和键的引入，对纤维素有较好的溶解能力。
乙烯基咪唑离子液体也是一种含有不饱和键地离子液体，该离子液体具有以下结构通式：A+B-，其中，所述的A+具有如下所示的结构通式，通式中R1符合以下规则：a)至少含有1个碳原子；b)不多于20个碳原子；
所述的B-选自以下阴离子：氯、溴、碘、硫氰酸根、硫酸根、硝酸根、醋酸根、四氟硼酸根、六氟磷酸根、三氟甲磺酸根、对甲苯磺酸根中的一种。不饱和键的引入使乙烯基咪唑离子液体具有许多常规离子液体不具有的特性，例如：不饱和键的引入，使其阳离子电荷分布更加均匀，降低了离子液体的熔点、密度、粘度等，还有，不饱和双键和咪唑环的大π键形成π-π共轭结构，有利于电子的转移，增加导电率。但是，由于传统的乙烯基咪唑类离子液体的合成以乙烯基咪唑为主，价格昂贵，因而限制了其在工业中的应用。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题是：一种乙烯基咪唑离子液体的制备方法。现有乙烯基咪唑离子液体的制备方法，存在原料价格昂贵的缺点，本发明提供了一种生产成本较低的制备方法，即以常见且价格便宜的N-烷基咪唑、1，2-二卤代乙烷以及三乙胺等胺类化合物为原料替代原有昂贵的乙烯基咪唑，采用两步法合成乙烯基咪唑离子液体。与传统的乙烯基咪唑离子液体制备方法相比，本发明的制备方法具有操作条件稳定，成本低，转化率高，产品分离容易，易于工业化生产等优点。
本发明的技术方案是：
设计一种乙烯基咪唑离子液体的制备方法，具体合成步骤为：①将N-烷基咪唑逐滴的滴入1，2-二卤代乙烷的丙酮溶液，N-烷基咪唑和1，2-二卤代乙烷的摩尔比为1∶1.2，加热搅拌，保持温度50-60℃，反应24-48h后，生成白色粉末状沉淀，过滤除去滤液，滤饼用丙酮洗涤数次，干燥，得到离子液体1-烷基-3-(2-卤代乙基)卤化咪唑嗡。②将上步产物1-烷基-3-(2-卤代乙基)卤化咪唑嗡和三乙胺(或者二乙胺等胺类化合物)以摩尔比1∶1.5混合均匀，以乙醇为溶剂，加热搅拌，保持温度60-80℃，反应12-24h后，低温冷却，固体铵盐析出，过滤，滤液经旋转蒸发，除去乙醇溶剂，再用二氯甲烷萃取除去残余季铵盐后，真空干燥，即可得到所述乙烯基咪唑离子液体。
本发明的有益效果是：
与现有制备方法相比，本发明的制备方法具有很大的创新性和经济性。第一，提出了两步法制备乙烯基咪唑离子液体，该方法在路线上具有很大的创新性。第二，与传统方法相比，本方法避免了使用价格相对较高的乙烯基咪唑，而采用了市场上较为常见且价格相对便宜的N-甲基咪唑为原料，因而，能够很大程度上降低生产成本，具有很大的经济性。
因此，采用新的两步法合成乙烯基咪唑离子液体，具有方法新颖，原料易得，价格便宜，制备方法安全可靠，制备工艺简单，所需设备少，易于提纯等优点，适宜大规模工业化生产和应用。
【具体实施方式】
下面结合实例进一步叙述本发明。具体事例不限制本发明的权利要求。
实施例1：
1-甲基-3-乙烯基氯化咪唑嗡离子液体的合成：
(1)称取1，2-二氯乙烷20g(0.2021mol)于三口烧瓶，将N-甲基咪唑13.6942g(0.1668mol)和20ml丙酮的混合液通过恒压滴液漏斗逐滴滴入三口烧瓶，在剧烈搅拌下，温度控制在50℃，反应20h后，产生大量白色粉末，将其过滤，滤饼用丙酮洗涤数次，烘干，即得产品1-甲基-3-(2-氯乙基)氯化咪唑嗡29g。
(2)称取1-甲基-3-(2-氯乙基)氯化咪唑嗡4g(0.0221mol)，乙醇15g，三乙胺3.0308g(0.0300mol)，置于单口烧瓶，剧烈搅拌下，温度控制在60℃，反应12h后，溶液变为淡黄色透明溶液，低温冷却后，有大量白色针状晶体析出，过滤，将滤液中的溶剂蒸出，滤液经二氯甲烷萃取除去残余季铵盐，得淡黄色透明液体2.9046g，即为1-甲基-3-乙烯基氯化咪唑嗡离子液体。
实施例2：
1-乙基-3-乙烯基氯化咪唑嗡离子液体的合成：
(1)称取1，2-二氯乙烷19.7940g(0.2mol)于三口烧瓶，将N-乙基咪唑15.9526g(0.1660mol)和20ml丙酮的混合液通过恒压滴液漏斗逐滴滴入三口烧瓶，剧烈搅拌下，温度控制在50℃，反应20h后，产生大量白色粉末，将其过滤，滤饼用丙酮洗涤数次，烘干，即得产品1-乙基-3-(2-氯乙基)氯化咪唑嗡29.8976g。
(2)称取1-乙基-3-(2-氯乙基)氯化咪唑嗡4g(0.0205mol)，乙醇15g，三乙胺3.0534g(0.0302mol)，置于单口烧瓶，剧烈搅拌下，保持60℃，反应12h后为淡黄色透明溶液，静置5h后，有大量白色针状晶体析出，过滤，将滤液中的溶剂蒸出，滤液经二氯甲烷萃取除去残余季铵盐，得淡黄色透明液体2.8123g，即为1-乙基-3-乙烯基氯化咪唑嗡离子液体。
实施例3：
1-甲基-3-乙烯基溴化咪唑嗡离子液体的合成：
(1)称取1，2-二溴乙烷37.5761g(0.2mol)于三口烧瓶，将N-甲基咪唑13.6987g(0.1669mol)和20ml丙酮的混合液通过恒压滴液漏斗逐滴滴入三口烧瓶，在剧烈搅拌下，温度控制在50℃，反应20h后，产生大量白色粉末，将其过滤，滤饼用丙酮洗涤数次，烘干，既得产品1-甲基-3-(2-氯乙基)溴化咪唑嗡42.5695g。
(2)称取1-甲基-3-(2-氯乙基)溴化咪唑嗡4g(0.0148mol)，乙醇15g，三乙胺1.6165g(0.0167mol)，置于单口烧瓶，剧烈搅拌下，保持60℃，反应12h后，变为淡黄色透明溶液，静置5h后，有大量白色针状晶体析出，过滤，将滤液中的溶剂蒸出，滤液经二氯甲烷萃取除去残余季铵盐，得深红色透明液体2.7334g，即为1-甲基-3-乙烯基溴化咪唑嗡离子液体。
实施例4：
1-乙基-3-乙烯基溴化咪唑嗡离子液体的合成：
(1)称取1，2-二溴乙烷37.5761g(0.2mol)于三口烧瓶，将N-乙基咪唑16.0199g(0.1667mol)和20ml丙酮的混合液通过恒压滴液漏斗逐滴滴入三口烧瓶，在剧烈搅拌下，温度控制在50℃，反应20h后，产生大量白色粉末，将其过滤，滤饼用丙酮洗涤数次，烘干，既得产品1-乙基-3-(2-氯乙基)溴化咪唑嗡44.6845g。
(2)称取1-乙基-3-(2-溴乙基)溴化咪唑嗡4g(0.0141mol)，乙醇15g，三乙胺1.6165g(0.0167mol)，置于单口烧瓶，剧烈搅拌下，保持60℃，反应12h后变为淡黄色透明溶液，静置5h后，有大量白色针状晶体析出，过滤，将滤液中的溶剂蒸出，滤液经二氯甲烷萃取除去残余季铵盐，得深红色液体2.7334g，即为1-乙基-3-乙烯基溴化咪唑嗡离子液体。