一种可在水相-有机相间进行温度响应迁移的离子液体及其制备方法和应用

本发明属于离子液体，具体涉及一种可在水相-有机相间进行温度响应迁移的离子液体及其制备方法和应用。

背景技术：

1、离子液是由阴阳离子结合形成的具有低熔点的熔融盐，具有例如常温下的低蒸气压、一般不具有可燃性、具有较高的导电性和热传导能力、较宽的电化学势能窗口、较高的化学和热稳定性等。目前已有报道的离子液主要有两种类型，一种是质子型离子液，另一种是非质子型离子液。前者电荷通过质子在阴阳离子之间迁移，后者则通过电子迁移。无论质子还是非质子离子液通常都会对水体或土壤产生污染，在使用时有必要减轻毒性并加快降解速率，因而在制备离子液时部分阴阳离子应当避免使用。如何制得低毒性的离子液体，成为了有待解决的关键问题。

2、离子液可以用作催化剂(如碘化亚铜)的携带剂和活化剂。然而在反应后分离催化剂和离子液通常需要进行柱层析，操作步骤较为繁琐。如果离子液具有温度响应的相间迁移能力，在反应完成后可以通过调控温度将离子液从初始的有机相分入水相中，在下次反应时再调控温度可将离子液从水相转回有机相中，便可避免复杂的分离方式。而如何获得能在相间自由迁移的离子液体，也成为了有待解决的关键问题。

技术实现思路

1、为了解决上述存在的技术问题，本申请提供如下技术方案：

2、本发明提供了一种离子液体，它是有端胺基聚醚和脂肪酸通过混合制得的新型化合物；所述离子液体在25℃下具有良好流动性，在水和乙酸乙酯中具有良好溶解性，能形成均一的热力学稳定溶液。

3、该可在水相-有机相间进行温度响应迁移的离子液体，由端胺基聚醚和脂肪酸混合得到。

4、优选的，所述所述端胺基聚醚选自主链上含有聚氧乙烯或聚氧丙烯的伯胺。

5、进一步地，所述所述端胺基聚醚选自d 400(cas号为9046-10-0)，t403(cas号为39423-51-3)或m 1000(cas号为83713-01-3)。

6、端氨基聚醚是主链为聚醚的多元胺，又称“聚醚多胺”(polyether polyamine)。目前市场上大多数端氨基聚醚是以端仲羟基聚醚二醇或三醇(包括ppg和po-eo共聚醚)胺化后的产物，是脂肪族聚醚胺，其中端基以伯氨基为主，由于氨基与异氰酸酯的活性比羟基高得多，因此聚醚多胺是一种高活性的聚醚。也有少量由氨基转为仲氨基得到的聚醚胺。还有特殊的以ptmeg为主链、端基为芳氨基的端氨基聚醚。

7、聚氧化丙烯二胺(polyoxypropylenediamine)的cas编号为9046-10-0，代表性产品有jeffamine d系列。以丙三醇为起始剂的聚氧化丙烯三胺的(polyoxypropylenetriamine)cas编号为64852-22-8，代表性产品有t-3000和t-5000。以三羟甲基丙烷为起始剂的聚氧化丙烯三胺的(polyoxypropylenetriamine)cas编号为39423-51-3，代表性产品有t-403。聚氧化乙烯-氧化丙烯二胺(ppg-peg-ppg共聚醚二胺)的cas编号为65605-36-9，代表性产品有jeffamine ed系列ppg-ptmeg-ppg嵌段共聚醚二胺的cas编号为796093-55-5，代表性产品有jefamine thf-100和thf-140。聚四氢呋喃二胺的cas编号为960525-56-8，典型产品有jeffamine thf-170。

8、优选的，所述脂肪酸为饱和脂肪酸或不饱和脂肪酸；所述饱和脂肪酸的碳链上碳原子数为8到12，所述不饱和脂肪酸的碳链上碳原子数为16到22。

9、进一步地，所述脂肪酸选自正辛酸、月桂酸、油酸和亚油酸中的一种。

10、优选的，所述离子液体具有透明外观，同时具有良好的热稳定性。所述离子液体密度在0.6到1.0g/cm3之间，且与室温呈反比；该离子液体同时呈非牛顿流体状态，为剪切稀释流体，在室温下具有良好的流动性。

11、本发明还提供一种上述可在水相-有机相间进行温度响应迁移的离子液体的制备方法，包括如下步骤：于保护气氛下，按照摩尔比为1：2-3将端胺基聚醚和脂肪酸混合，70-80℃加热55-65min，得到所述可在水相-有机相间进行温度响应迁移的离子液体。

12、优选的，加热混合后冷却，抽真空55-65min。

13、本发明还提供上述可在水相-有机相间进行温度响应迁移的离子液体的应用，包括如下步骤：

14、s1：将所述离子液体溶于水中后加入有机液体，形成显著分层的水-有机两相体系；

15、s2：对所述水-有机两相体系进行加热至50-70℃，使离子液体迁移至有机相，形成新两相体系；所述加热温度为50到70℃间，且在加热过程中需保证容器密封以减少蒸发。

16、s3：将所述新两相体系降温至0-25℃，使离子液体迁移回水相中，恢复步骤s1中水-有机两相体系。

17、优选的，所述步骤s1中，溶于水的温度为10-30℃。

18、端胺基聚醚-脂肪酸离子液体在水相和有机相中均具有良好的溶解性，所得产物为均一稳定澄清透明溶液。

19、端胺基聚醚-脂肪酸离子液体水溶液与有机相混合后，可形成界线分明的两相。将混合物加热后，离子液体会从水相转移至有机相中。而将温度降低后，离子液体会从有机相中转回水相中。上述过程可重复多次。其原理为端胺基聚醚上的氧乙烯基和氧丙烯基的水化程度随温度提升而降低，使得离子液体在低温下倾向于溶于水中，而在高温下则更易溶于有机相中。

20、优选的，所述离子液体溶于水后的浓度和迁移至有机相后的浓度均为0-20vol％。

21、优选的，所述有机液体选自乙酸乙酯、正己烷或二甲亚砜。

22、进一步地，部分离子液体所在的两相体系在升温/降温时需要将容器上下颠倒10次，以加快离子液体向另一相的迁移。

23、总结就是，将含有端胺基聚醚-脂肪酸的离子液体在水中溶解形成溶液后，与有机相混合后控制温度，可实现离子液体在相间的可逆迁移。

24、本发明还提供一种有机反应用催化剂可控回收的方法，包括如下步骤：将上述可在水相-有机相间进行温度响应迁移的离子液体作为催化剂的携带剂，溶入有机相中供反应使用，待反应完成后向其中加入水相并降温，回收离子液体和催化剂以便与产物分离并供下次使用。

25、本发明的技术方案相比现有技术具有以下优点：

26、本发明提供的端胺基聚醚-脂肪酸离子液体具有良好的室温流动性、热稳定性以及水溶性，符合质子型离子液体的定义。

27、本发明提供的端胺基聚醚-脂肪酸离子液体原料来源丰富，具有制备简单、成本低廉以及低生物毒性等特性。

28、本发明提供的端胺基聚醚-脂肪酸离子液体在有机相-水相间进行温度响应迁移的特性，可在分离产物与催化剂方面有对应应用。

技术特征：

1.一种可在水相-有机相间进行温度响应迁移的离子液体，其特征在于，由端胺基聚醚和脂肪酸混合得到。

2.如权利要求1所述可在水相-有机相间进行温度响应迁移的离子液体，其特征在于，所述所述端胺基聚醚选自主链上含有聚氧乙烯或聚氧丙烯的伯胺。

3.如权利要求2所述可在水相-有机相间进行温度响应迁移的离子液体，其特征在于，所述所述端胺基聚醚选自d 400，t 403或m 1000。

4.如权利要求1所述可在水相-有机相间进行温度响应迁移的离子液体，其特征在于，所述脂肪酸为饱和脂肪酸或不饱和脂肪酸；所述饱和脂肪酸的碳链上碳原子数为8到12，所述不饱和脂肪酸的碳链上碳原子数为16到22。

5.如权利要求4所述可在水相-有机相间进行温度响应迁移的离子液体，其特征在于，所述脂肪酸选自正辛酸、月桂酸、油酸和亚油酸中的一种。

6.一种权利要求1-5中任一项所述可在水相-有机相间进行温度响应迁移的离子液体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：于保护气氛下，按照摩尔比为1：2-3将端胺基聚醚和脂肪酸混合，70-80℃加热55-65min，得到所述可在水相-有机相间进行温度响应迁移的离子液体。

7.权利要求1-5中任一项所述可在水相-有机相间进行温度响应迁移的离子液体的应用，其特征在于，包括如下步骤：

8.如权利要求7所述的应用，其特征在于，所述离子液体溶于水后的浓度和迁移至有机相后的浓度均为1-20vol％。

9.如权利要求7所述的应用，其特征在于，所述有机液体选自乙酸乙酯、正己烷或二甲亚砜。

10.一种有机反应用催化剂可控回收的方法，其特征在于，包括如下步骤：将权利要求1-5中任一项所述可在水相-有机相间进行温度响应迁移的离子液体作为催化剂的携带剂，溶入有机相中供反应使用，待反应完成后向其中加入水相并降温，回收离子液体和催化剂以便与产物分离并供下次使用。

技术总结本发明属于离子液体技术领域，具体涉及一种可在水相‑有机相间进行温度响应迁移的离子液体及其制备方法和应用。本发明公开了一种可在水相‑有机相间进行温度响应迁移的离子液体。所述离子液体由端胺基聚醚和脂肪酸按化学计量比混合而成；所述离子液体在25℃下具有良好流动性，在水和乙酸乙酯中具有良好溶解性，能形成均一的热力学稳定溶液。本发明提供的离子液体在有机相‑水相间进行温度响应迁移的特性，可在分离产物与催化剂方面有良好应用。技术研发人员：王增资,钟琪宏,谈一真受保护的技术使用者：苏州城市学院技术研发日：技术公布日：2024/9/12