本发明专利技术公开了Ｎ－酰胺基吡啶离子液体及其制备方法，将吡啶与卤代酯反应，得到Ｎ－酯基吡啶卤化物，然后将Ｎ－酯基吡啶卤化物离子液体进行氨解反应，得到Ｎ－酰胺基吡啶卤化物离子液体。此外，将Ｎ－酰胺基吡啶卤化物离子液体的阴离子与其他阴离子进行交换，可得到系列Ｎ－酰胺基吡啶离子液体。本发明专利技术提供的离子液体可作为Ｌｅｗｉｓ碱催化剂，且生产成本低、制备工艺简单、产率高，适宜大规模的工业化生产与应用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种新型的离子液体，具体指一种新型的N-酰胺基吡啶离子液体及其制备方法，属新型化学材料及其制备
技术介绍
在化学反应中，绝大多数反应需要在溶剂中进行，而有机溶剂的用量大、挥发性强是造成化学化工污染的主要原因之一。寻找对环境友好、有利于反应控制的介质和溶剂是目前化学化工的迫切需要。离子液体正是适应这种需要发展起来的，被认为是“新一代绿色溶剂”，已受到国内外学术界和工业界的广泛关注。离子液体是在室温或稍高于室温下呈液态的离子体系，又称“室温熔融盐”，组成离子液体的阳离子主要有烷基季铵离子、烷基季膦离子、烷基取代咪唑鎓离子与烷基取代吡啶鎓离子四类，阴离子主要有Cl-、Br-，CH3COO-，HSO4-，CF3COO-，BF4-，PF6-或NO3-等。离子液体因具有独特的性质如较宽的电化学窗口、不挥发、溶剂能力强等已广泛应用于电化学、有机合成、分离、分析、生命科学、功能材料和清洁能源等各个领域。最早的离子液体合成是在1914年，Sugden将乙胺与20％的硝酸反应后，减压除去水分，得到油状液态的硝酸乙基胺。1951年，Hurley和Wier将1-溴丁烷与吡啶反应生成的N-丁基吡啶溴代盐与无水三氯化铝混合，生成一种室温下为液体的物质。二十世纪七十年代，Osteryoung等合成了基于N-烷基吡啶的氯铝酸盐离子液体，并研究了AlCl3-Br在电化学领域的应用。八十年代初，Wikes等发现1，3-二烷基咪唑氯铝酸盐比N-烷基吡啶盐具有更负的电化学还原电位，并合成了1，3-二烷基咪唑氯铝酸盐类离子液体。1992年，Wikes等报道了对水和空气都稳定的1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐的制备。近几年，离子液体的研究和应用迅速扩展，合成的离子液体有几百种。但对于在本专利技术中吡啶阳离子中引入酰胺基的功能化离子液体及其制备方法未见文献报道。本专利技术所涉及的N-酰胺基吡啶离子液体是一种新型离子液体，通过本专利技术的制备方法将酰胺基取代吡啶离子液体N-酯基，大大提高了原有酯基离子液体的极性和改变了它的溶解性、熔点等物理化学性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可作为Lewis碱催化剂的，新型的N-酰胺基吡啶离子液体。本专利技术的另一目的在于提供制备工艺简单、反应快、产率高的N-酰胺基吡啶离子液体的制备方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现一种N-酰胺基吡啶离子液体，具有如下的化学结构通式 其中n为0～19的整数，X-为以下结构的阴离子Cl-、Br-、I-、BF4-、PF6-、CF3COO-、CF3SO3-、CF3OSO3-、C(CF3SO2)3-、CH3OSO3-、ClSO3-、C6H5SO3-、N(CF3SO2)2-、SbF6-、SCN-、HSO4-、HCO3-、H2PO4-、NO3-、CmH2m+1COO-或CmH2m+1SO3-(m为1～10的自然数)。所述N-酰胺基吡啶离子液体的制备方法将N-酯基吡啶卤化物离子液体0.010mol溶于100ml～200ml无水乙醇，通入干燥的氨气，在室温下搅拌反应3h～5h，有沉淀析出，停止反应，过滤，用无水乙醇洗涤沉淀，将沉淀真空干燥2h～4h，得到N-酰胺基吡啶卤化物离子液体；所述酯基具有如下结构 其中a为1～16，n为0～19的整数。将N-酰胺基吡啶卤化物离子液体与含有阴离子的钠盐或钾盐的二氯甲烷溶液混合，N-酰胺基吡啶卤化物离子液体与阴离子的钠盐或钾盐的摩尔比为1∶1，搅拌反应4h～6h，将溶液过滤，用二氯甲烷洗涤沉淀后，将沉淀干燥并将溶剂蒸出进行交换，可得到系列N-酰胺基吡啶离子液体，所述阴离子为BF4-、PF6-、CF3COO-、CF3SO3-、CF3OSO3-、C(CF3SO2)3-、CH3OSO3-、ClSO3-、C6H5SO3-、N(CF3SO2)2-、SbF6-、SCN-、HSO4-、HCO3-、H2PO4-、NO3-、CmH2m+1COO-或CmH2m+1SO3-(m为1～10的自然数)。本专利技术提供的N-酰胺基吡啶离子液体及其制备技术与现有的技术相比具有以下显著效果1、本专利技术提供的是系列新型离子液体，开发了离子液体新品种；2、通过本专利技术提供的方法，可以制备系列N-酰胺基吡啶离子液体；3、本专利技术提供的离子液体可作为Lewis碱催化剂；4、本专利技术的制备工艺简单易行，反应快，产率高，经过简单纯化就可达到很高的纯度，且适宜大规模的工业化生产。具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术作进一步的说明，但本专利技术要求保护的范围并不局限于实施例表达的范围。实施例1N-甲酰胺基吡啶氯化物离子液体的合成将N-甲酸甲酯吡啶氯化物离子液体0.010mol溶于100ml无水乙醇，通入干燥的氨气，在室温下搅拌反应3h，有沉淀析出。停止反应，过滤，用20ml无水乙醇洗涤沉淀三次，将沉淀真空干燥2h，得到N-甲酰胺基吡啶氯化物离子液体0.0085mol。反应方程式为 实施例2N-癸酰胺基吡啶溴化物离子液体合成将N-癸酸辛酯吡啶溴化物离子液体0.020mol溶于300ml无水乙醇，通入干燥的氨气，在室温下搅拌反应5h，有沉淀析出。停止反应，过滤，用无水乙醇40ml洗涤沉淀三次，将沉淀真空干燥3h，得到N-癸酰胺基吡啶溴化物离子液体0.0166mol。反应方程式为 实施例3N-二十酰胺基吡啶氯化物离子液体的合成将N-二十酸十六酯吡啶氯化物离子液体0.010mol溶于100ml无水乙醇，通入干燥的氨气，在室温下搅拌反应4h，有沉淀析出。停止反应，过滤，用无水乙醇20ml洗涤沉淀三次，将沉淀真空干燥1h，得到N-二十酰胺基吡啶氯化物离子液体0.0086mol。 实施例4N-甲酰胺基吡啶六氟磷酸盐离子液体的合成取实施例1中制备的N-甲酰胺基吡啶氯化物离子液体0.1摩尔与含有0.1摩尔六氟磷酸及二氯甲烷混合，搅拌反应5h，将溶液过滤，用二氯甲烷洗涤沉淀后，将沉淀干燥并将溶剂蒸出，得到N-甲酰胺基吡啶六氟磷酸盐离子液体0.094mol。实施例5N-癸酰胺基吡啶硝酸盐离子液体的合成取实施例2中制备的N-癸酰胺基吡啶溴化物离子液体0.1摩尔与含有0.1摩尔硝酸钠的二氯甲烷混合，搅拌反应4h，将溶液过滤，用二氯甲烷洗涤沉淀后，将沉淀干燥并将溶剂蒸出，得到N-癸酰胺基吡啶硝酸盐离子液体0.091mol。实施例6N-二十酰胺基吡啶四氟硼酸盐离子液体的合成取实施例3中制备的N-二十酰胺基吡啶氯化物离子液体0.1摩尔与含有0.1摩尔四氟硼酸钠的二氯甲烷混合，搅拌反应5h，将溶液过滤，用二氯甲烷洗涤沉淀后，将沉淀干燥并将溶剂蒸出，得到N-二十酰胺基吡啶四氟硼酸盐离子液体0.093mol。实施例7N-甲酰胺基吡啶三氟甲磺酸盐离子液体的合成取实施例1中制备的N-甲酰胺基吡啶氯化物离子液体0.1摩尔与含有0.1摩尔三氟甲磺酸钠的二氯甲烷混合，搅拌反应6h，将溶液过滤，用二氯甲烷洗涤沉淀后，将沉淀干燥并将溶剂蒸出，得到N-甲酰胺基吡啶三氟甲磺酸盐离子液体0.096mol。实施例8N-癸酰胺基吡啶甲酸盐离子液体的合成取实施例2中制备的N-癸酰胺基吡啶溴化物离子液体0.1摩尔与含有0.1摩尔甲酸钠的二氯甲烷混合，搅拌反应4h，将溶液过滤，用二氯甲烷洗涤沉淀后，将沉淀干燥并将溶剂蒸出，得到N-癸酰胺基吡啶甲酸盐本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种Ｎ－酰胺基吡啶离子液体，其特征在于具有如下的化学结构通式：＊＊＊其中ｎ为０～１９的整数，Ｘ↑［－］为以下结构的阴离子：Ｃｌ↑［－］、Ｂｒ↑［－］、Ｉ↑［－］、ＢＦ↓［４］↑［－］、ＰＦ↓［６］↑［－］、ＣＦ↓［３］ＣＯＯ ↑［－］、ＣＦ↓［３］ＳＯ↓［３］↑［－］、ＣＦ↓［３］ＯＳＯ↓［３］↑［－］、Ｃ（ＣＦ↓［３］ＳＯ↓［２］）↓［３］↑［－］、ＣＨ↓［３］ＯＳＯ↓［３］↑［－］、ＣｌＳＯ↓［３］↑［－］、Ｃ↓［６］Ｈ↓［５］ＳＯ↓［３］↑［－］、Ｎ（ＣＦ↓［３］ＳＯ↓［２］）↓［２］↑［－］、ＳｂＦ↓［６］↑［－］、ＳＣＮ↑［－］、ＨＳＯ↓［４］↑［－］、ＨＣＯ↓［３］↑［－］、Ｈ↓［２］ＰＯ↓［４］↑［－］、ＮＯ↓［３］↑［－］、Ｃ↓［ｍ］Ｈ↓［２ｍ＋１］ＣＯＯ↑［－］或Ｃ↓［ｍ］Ｈ↓［２ｍ＋１］ＳＯ↓［３］↑［－］（ｍ为１～１０的自然数）。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李雪辉，王芙蓉，张磊，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]
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