本發(fā)明屬于離子液體，具體涉及一種可在水相-有機(jī)相間進(jìn)行溫度響應(yīng)遷移的離子液體及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、離子液是由陰陽離子結(jié)合形成的具有低熔點(diǎn)的熔融鹽，具有例如常溫下的低蒸氣壓、一般不具有可燃性、具有較高的導(dǎo)電性和熱傳導(dǎo)能力、較寬的電化學(xué)勢能窗口、較高的化學(xué)和熱穩(wěn)定性等。目前已有報道的離子液主要有兩種類型，一種是質(zhì)子型離子液，另一種是非質(zhì)子型離子液。前者電荷通過質(zhì)子在陰陽離子之間遷移，后者則通過電子遷移。無論質(zhì)子還是非質(zhì)子離子液通常都會對水體或土壤產(chǎn)生污染，在使用時有必要減輕毒性并加快降解速率，因而在制備離子液時部分陰陽離子應(yīng)當(dāng)避免使用。如何制得低毒性的離子液體，成為了有待解決的關(guān)鍵問題。

2、離子液可以用作催化劑(如碘化亞銅)的攜帶劑和活化劑。然而在反應(yīng)后分離催化劑和離子液通常需要進(jìn)行柱層析，操作步驟較為繁瑣。如果離子液具有溫度響應(yīng)的相間遷移能力，在反應(yīng)完成后可以通過調(diào)控溫度將離子液從初始的有機(jī)相分入水相中，在下次反應(yīng)時再調(diào)控溫度可將離子液從水相轉(zhuǎn)回有機(jī)相中，便可避免復(fù)雜的分離方式。而如何獲得能在相間自由遷移的離子液體，也成為了有待解決的關(guān)鍵問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述存在的技術(shù)問題，本申請?zhí)峁┤缦录夹g(shù)方案：

2、本發(fā)明提供了一種離子液體，它是有端胺基聚醚和脂肪酸通過混合制得的新型化合物；所述離子液體在25℃下具有良好流動性，在水和乙酸乙酯中具有良好溶解性，能形成均一的熱力學(xué)穩(wěn)定溶液。

3、該可在水相-有機(jī)相間進(jìn)行溫度響應(yīng)遷移的離子液體，由端胺基聚醚和脂肪酸混合得到。

4、優(yōu)選的，所述所述端胺基聚醚選自主鏈上含有聚氧乙烯或聚氧丙烯的伯胺。

5、進(jìn)一步地，所述所述端胺基聚醚選自d?400(cas號為9046-10-0)，t403(cas號為39423-51-3)或m?1000(cas號為83713-01-3)。

6、端氨基聚醚是主鏈為聚醚的多元胺，又稱“聚醚多胺”(polyether?polyamine)。目前市場上大多數(shù)端氨基聚醚是以端仲羥基聚醚二醇或三醇(包括ppg和po-eo共聚醚)胺化后的產(chǎn)物，是脂肪族聚醚胺，其中端基以伯氨基為主，由于氨基與異氰酸酯的活性比羥基高得多，因此聚醚多胺是一種高活性的聚醚。也有少量由氨基轉(zhuǎn)為仲氨基得到的聚醚胺。還有特殊的以ptmeg為主鏈、端基為芳氨基的端氨基聚醚。

7、聚氧化丙烯二胺(polyoxypropylenediamine)的cas編號為9046-10-0，代表性產(chǎn)品有jeffamine?d系列。以丙三醇為起始劑的聚氧化丙烯三胺的(polyoxypropylenetriamine)cas編號為64852-22-8，代表性產(chǎn)品有t-3000和t-5000。以三羥甲基丙烷為起始劑的聚氧化丙烯三胺的(polyoxypropylenetriamine)cas編號為39423-51-3，代表性產(chǎn)品有t-403。聚氧化乙烯-氧化丙烯二胺(ppg-peg-ppg共聚醚二胺)的cas編號為65605-36-9，代表性產(chǎn)品有jeffamine?ed系列ppg-ptmeg-ppg嵌段共聚醚二胺的cas編號為796093-55-5，代表性產(chǎn)品有jefamine?thf-100和thf-140。聚四氫呋喃二胺的cas編號為960525-56-8，典型產(chǎn)品有jeffamine?thf-170。

8、優(yōu)選的，所述脂肪酸為飽和脂肪酸或不飽和脂肪酸；所述飽和脂肪酸的碳鏈上碳原子數(shù)為8到12，所述不飽和脂肪酸的碳鏈上碳原子數(shù)為16到22。

9、進(jìn)一步地，所述脂肪酸選自正辛酸、月桂酸、油酸和亞油酸中的一種。

10、優(yōu)選的，所述離子液體具有透明外觀，同時具有良好的熱穩(wěn)定性。所述離子液體密度在0.6到1.0g/cm3之間，且與室溫呈反比；該離子液體同時呈非牛頓流體狀態(tài)，為剪切稀釋流體，在室溫下具有良好的流動性。

11、本發(fā)明還提供一種上述可在水相-有機(jī)相間進(jìn)行溫度響應(yīng)遷移的離子液體的制備方法，包括如下步驟：于保護(hù)氣氛下，按照摩爾比為1：2-3將端胺基聚醚和脂肪酸混合，70-80℃加熱55-65min，得到所述可在水相-有機(jī)相間進(jìn)行溫度響應(yīng)遷移的離子液體。

12、優(yōu)選的，加熱混合后冷卻，抽真空55-65min。

13、本發(fā)明還提供上述可在水相-有機(jī)相間進(jìn)行溫度響應(yīng)遷移的離子液體的應(yīng)用，包括如下步驟：

14、s1：將所述離子液體溶于水中后加入有機(jī)液體，形成顯著分層的水-有機(jī)兩相體系；

15、s2：對所述水-有機(jī)兩相體系進(jìn)行加熱至50-70℃，使離子液體遷移至有機(jī)相，形成新兩相體系；所述加熱溫度為50到70℃間，且在加熱過程中需保證容器密封以減少蒸發(fā)。

16、s3：將所述新兩相體系降溫至0-25℃，使離子液體遷移回水相中，恢復(fù)步驟s1中水-有機(jī)兩相體系。

17、優(yōu)選的，所述步驟s1中，溶于水的溫度為10-30℃。

18、端胺基聚醚-脂肪酸離子液體在水相和有機(jī)相中均具有良好的溶解性，所得產(chǎn)物為均一穩(wěn)定澄清透明溶液。

19、端胺基聚醚-脂肪酸離子液體水溶液與有機(jī)相混合后，可形成界線分明的兩相。將混合物加熱后，離子液體會從水相轉(zhuǎn)移至有機(jī)相中。而將溫度降低后，離子液體會從有機(jī)相中轉(zhuǎn)回水相中。上述過程可重復(fù)多次。其原理為端胺基聚醚上的氧乙烯基和氧丙烯基的水化程度隨溫度提升而降低，使得離子液體在低溫下傾向于溶于水中，而在高溫下則更易溶于有機(jī)相中。

20、優(yōu)選的，所述離子液體溶于水后的濃度和遷移至有機(jī)相后的濃度均為0-20vol％。

21、優(yōu)選的，所述有機(jī)液體選自乙酸乙酯、正己烷或二甲亞砜。

22、進(jìn)一步地，部分離子液體所在的兩相體系在升溫/降溫時需要將容器上下顛倒10次，以加快離子液體向另一相的遷移。

23、總結(jié)就是，將含有端胺基聚醚-脂肪酸的離子液體在水中溶解形成溶液后，與有機(jī)相混合后控制溫度，可實(shí)現(xiàn)離子液體在相間的可逆遷移。

24、本發(fā)明還提供一種有機(jī)反應(yīng)用催化劑可控回收的方法，包括如下步驟：將上述可在水相-有機(jī)相間進(jìn)行溫度響應(yīng)遷移的離子液體作為催化劑的攜帶劑，溶入有機(jī)相中供反應(yīng)使用，待反應(yīng)完成后向其中加入水相并降溫，回收離子液體和催化劑以便與產(chǎn)物分離并供下次使用。

25、本發(fā)明的技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

26、本發(fā)明提供的端胺基聚醚-脂肪酸離子液體具有良好的室溫流動性、熱穩(wěn)定性以及水溶性，符合質(zhì)子型離子液體的定義。

27、本發(fā)明提供的端胺基聚醚-脂肪酸離子液體原料來源豐富，具有制備簡單、成本低廉以及低生物毒性等特性。

28、本發(fā)明提供的端胺基聚醚-脂肪酸離子液體在有機(jī)相-水相間進(jìn)行溫度響應(yīng)遷移的特性，可在分離產(chǎn)物與催化劑方面有對應(yīng)應(yīng)用。

技術(shù)特征：

1.一種可在水相-有機(jī)相間進(jìn)行溫度響應(yīng)遷移的離子液體，其特征在于，由端胺基聚醚和脂肪酸混合得到。

2.如權(quán)利要求1所述可在水相-有機(jī)相間進(jìn)行溫度響應(yīng)遷移的離子液體，其特征在于，所述所述端胺基聚醚選自主鏈上含有聚氧乙烯或聚氧丙烯的伯胺。

3.如權(quán)利要求2所述可在水相-有機(jī)相間進(jìn)行溫度響應(yīng)遷移的離子液體，其特征在于，所述所述端胺基聚醚選自d?400，t?403或m?1000。

4.如權(quán)利要求1所述可在水相-有機(jī)相間進(jìn)行溫度響應(yīng)遷移的離子液體，其特征在于，所述脂肪酸為飽和脂肪酸或不飽和脂肪酸；所述飽和脂肪酸的碳鏈上碳原子數(shù)為8到12，所述不飽和脂肪酸的碳鏈上碳原子數(shù)為16到22。

5.如權(quán)利要求4所述可在水相-有機(jī)相間進(jìn)行溫度響應(yīng)遷移的離子液體，其特征在于，所述脂肪酸選自正辛酸、月桂酸、油酸和亞油酸中的一種。

6.一種權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述可在水相-有機(jī)相間進(jìn)行溫度響應(yīng)遷移的離子液體的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：于保護(hù)氣氛下，按照摩爾比為1：2-3將端胺基聚醚和脂肪酸混合，70-80℃加熱55-65min，得到所述可在水相-有機(jī)相間進(jìn)行溫度響應(yīng)遷移的離子液體。

7.權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述可在水相-有機(jī)相間進(jìn)行溫度響應(yīng)遷移的離子液體的應(yīng)用，其特征在于，包括如下步驟：

8.如權(quán)利要求7所述的應(yīng)用，其特征在于，所述離子液體溶于水后的濃度和遷移至有機(jī)相后的濃度均為1-20vol％。

9.如權(quán)利要求7所述的應(yīng)用，其特征在于，所述有機(jī)液體選自乙酸乙酯、正己烷或二甲亞砜。

10.一種有機(jī)反應(yīng)用催化劑可控回收的方法，其特征在于，包括如下步驟：將權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述可在水相-有機(jī)相間進(jìn)行溫度響應(yīng)遷移的離子液體作為催化劑的攜帶劑，溶入有機(jī)相中供反應(yīng)使用，待反應(yīng)完成后向其中加入水相并降溫，回收離子液體和催化劑以便與產(chǎn)物分離并供下次使用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于離子液體技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可在水相?有機(jī)相間進(jìn)行溫度響應(yīng)遷移的離子液體及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明公開了一種可在水相?有機(jī)相間進(jìn)行溫度響應(yīng)遷移的離子液體。所述離子液體由端胺基聚醚和脂肪酸按化學(xué)計量比混合而成；所述離子液體在25℃下具有良好流動性，在水和乙酸乙酯中具有良好溶解性，能形成均一的熱力學(xué)穩(wěn)定溶液。本發(fā)明提供的離子液體在有機(jī)相?水相間進(jìn)行溫度響應(yīng)遷移的特性，可在分離產(chǎn)物與催化劑方面有良好應(yīng)用。

技術(shù)研發(fā)人員：王增資,鐘琪宏,談一真
受保護(hù)的技術(shù)使用者：蘇州城市學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/12