一種炔基取代的咪唑離子液體單晶體的製備方法與流程
2023-07-18 07:43:46
本發明涉及化學領域一種炔基取代的咪唑離子液體的合成。
背景技術：
離子液體作為一種室溫下的熔融鹽，由於其具有良好的穩定性和導電性，不僅可以作為環境友好型溶劑，還可以作為催化劑使用，最重要的是離子液體的可設計性，通過分子設計獲得特殊功能的離子液體。近年來，離子液體的應用越來越廣，它在溶劑萃取、物質的分離和純化、廢舊高分子化合物的回收、燃料電池和太陽能電池、工業廢氣中二氧化碳的提取、地質樣品的溶解、核燃料和核廢料的分離與處理等方面顯示出潛在的應用前景。
技術實現要素：
本發明設計了一種新的炔基取代的咪唑離子液體。
為了達到上述目的，本發明採用的技術方案為：炔基取代的咪唑離子液體單晶體的製備方法，其特徵在於，包括如下步驟：
（1）將摩爾比為1 : 2.2的三甲基矽咪唑和炔丙基氯加入到100 mL的三口燒瓶中，加入二氯甲烷作為反應溶劑，加熱回流24 h，同時磁力攪拌；
（2）溶液顏色隨反應進行逐漸由無色變為黃色，粘度逐漸變大，至回流產生少量液滴反應完成；
（3）普通蒸餾於40℃時蒸除溶劑二氯甲烷，於58℃時蒸除未反應完的少量炔丙基氯；
（4）減壓蒸餾至無氣泡產生為止，得到淺黃色粘性液體；
（5）將1,3-二炔基咪唑氯鹽加入100 mL的三口燒瓶中，恆壓漏鬥緩慢加入過量的飽和NaBF4鹽溶液，比例為1 : 1.1丙酮作為反應溶劑，常溫下攪拌24小時；
（6）至固體完全溶解反應完全，過濾出白色沉澱得濾液，丙酮洗滌沉澱兩到三次，得濾液；
（7）先常壓後減壓蒸除溶劑丙酮，得到淡黃色固體1,3-二炔基咪唑四氟硼酸鹽或六氟磷酸鹽；
（8）將1,3-二炔基咪唑四氟硼酸鹽固體溶解於丙酮熱溶液中，冷卻至室溫，封口，靜置培養，對培養得到的單晶體進行X射線衍射分析。
本發明操作條件溫和，過程簡單，收率高，穩定性好。本發明合成的炔基取代的咪唑離子液體對於廢銠催化劑溶液中的貴金屬銠的回收有較廣泛的應用前景。
附圖說明
附圖1是1,3-二炔基咪唑四氟硼酸鹽的晶體結構圖；
附圖2、附圖3、附圖4、附圖5和附圖6是1,3-二炔基咪唑四氟硼酸鹽的晶體堆積圖。
具體實施方式
下面結合實施例子對本發明作進一步的闡述。
實施案例1
1,3-二炔基咪唑四氟硼酸鹽的製備方法，包括如下步驟：
（1）將0.1 mol（15 mL）的三甲基矽咪唑和0.21 mol（約18 mL）的炔丙基氯加入到100 mL的三口燒瓶中，加入15 mL的二氯甲烷作為反應溶劑，加熱回流24 h，同時磁力攪拌；
（2）溶液顏色隨反應進行逐漸由無色變為黃色，粘度逐漸變大，至回流產生少量液滴反應完成；
（3）普通蒸餾於40℃時蒸除溶劑二氯甲烷，於58℃時蒸除未反應完的少量炔丙基氯。減壓蒸餾至無氣泡產生為止，得到黃色粘性液體17.34 g，收率約為96%；
（4）將1,3-二炔基咪唑氯鹽3.12 g加入100 mL的三口燒瓶中，恆壓漏鬥緩慢加入1.98 g的 NaBF4飽和鹽溶液，溶液開始變渾濁後消失，滴加過程中伴隨磁力攪拌；
（5）2 h後停止攪拌，加入30mL二氯甲烷，搖勻，靜置分層；
（6）上層的水相用15ml/次二氯甲烷萃取兩次，下層的淡黃色液體用15ml/次蒸餾水洗滌兩次，加入4.5 g無水硫酸鎂乾燥過夜；
（7）過濾，得到的濾液減壓蒸除二氯甲烷，獲得2.995 g淡黃色固體，收率約為78%；
（8）將0.46 g 1,3-二炔基咪唑四氟硼酸鹽固體溶解於150 mL的丙酮熱溶液中，冷卻至室溫，封口，靜置培養，對培養得到的單晶體進行X射線衍射分析。
實施案例2
1,3-二炔基咪唑四氟硼酸鹽的製備方法，包活如下步驟：
（1）將0.1 mol（15 mL）的三甲基矽咪唑和0.21 mol（約18 mL）的炔丙基氯加入到100 mL的三口燒瓶中，加熱回流24 h，同時磁力攪拌；
（2）溶液顏色隨反應進行逐漸由無色變為黃色，粘度逐漸變大，至回流產生少量液滴反應完成；
（3）於58℃時蒸除未反應完的少量炔丙基氯。減壓蒸餾至無氣泡產生為止，得到黃色粘性液體14.45g，收率約為80%；
（4）將1,3-二炔基咪唑氯鹽3.3 g加入100 mL的三口燒瓶中，恆壓漏鬥緩慢加入2.03 g的 NaBF4飽和鹽溶液，加入80 mL丙酮作為反應溶劑，常溫下攪拌24小時；
（6）過濾出白色沉澱，丙酮洗滌沉澱兩到三次，得濾液；
（7）先常壓後減壓蒸餾除去溶劑丙酮，得到3.84 g淡黃色固體1,3-二炔基咪唑四氟硼酸鹽。收率約為91%；
（8）將0.46 g 1,3-二炔基咪唑四氟硼酸鹽固體溶解於150 mL的丙酮熱溶液中，冷卻至室溫，封口，靜置培養，對培養得到的單晶體進行X射線衍射分析。
實施案例3
1,3-二炔基咪唑四氟硼酸鹽的製備方法，包活如下步驟：
（1）將0.1 mol（15 mL）的三甲基矽咪唑和0.21 mol（約18 mL）的炔丙基氯加入到100 mL的三口燒瓶中，加入15 mL的二氯甲烷作為反應溶劑，加熱回流24 h，同時磁力攪拌；
（2）溶液顏色隨反應進行逐漸由無色變為黃色，粘度逐漸變大，至回流產生少量液滴反應完成；
（3）普通蒸餾於40℃時蒸除溶劑二氯甲烷，於58℃時蒸除未反應完的少量炔丙基氯。減壓蒸餾至無氣泡產生為止，得到黃色粘性液體17.34 g，收率約為96%；
（4）將1,3-二炔基咪唑氯鹽3.3 g加入100 mL的三口燒瓶中，恆壓漏鬥緩慢加入2.03 g的 NaBF4飽和鹽溶液，加入80 mL丙酮作為反應溶劑，常溫下攪拌24小時；
（6）過濾出白色沉澱，丙酮洗滌沉澱兩到三次，得濾液；
（7）先常壓後減壓蒸餾除去溶劑丙酮，得到3.84 g淡黃色固體1,3-二炔基咪唑四氟硼酸鹽。收率約為91%；
（8）將0.46 g 1,3-二炔基咪唑四氟硼酸鹽固體溶解於150 mL的丙酮熱溶液中，冷卻至室溫，封口，靜置培養，對培養得到的單晶體進行X射線衍射分析。
實施案例3和1的區別在於實施案例2中用丙酮代替二氯甲烷，大大提高了產品的收率，主要是因為丙酮對於目的產物的溶解度更大；實施案例3和2的區別在於實施案例3中加入二氯甲烷作為反應溶劑，使得反應進行的更完全。
1,3-二炔基咪唑四氟硼酸鹽的晶體數據：
Crystal Data. C9H9BF4N2, M =231.99, triclinic, a = 8.035(2) Å, b = 8.517(2) Å, c = 9.757(3) Å, α = 74.07(2)°, β = 69.48(2)°, γ = 63.67(2)°, V = 554.8(2) Å3, T = 293.15, space group P-1 (no. 2), Z = 2, μ(Mo Kα) = 0.130, 4693 reflections measured, 2155 unique (Rint = 0.0246) which were used in all calculations. The final wR2 was 0.3324 (all data) and R1 was 0.1045 (>2sigma(I))。