專利名稱：一類熱敏功能化離子液體的合成的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及一類熱敏功能化離子液體的合成和制備，主要應(yīng)用于熱敏材料，如熱敏紙、熱敏印刷、熱敏電阻、熱敏介質(zhì)等，熱敏智能化控制，熱敏顏料。
背景技術(shù)：
離子液體由于其難揮發(fā)性、可循環(huán)利用性、低污染等優(yōu)點(diǎn)被視作綠色溶劑，近年來被廣泛地應(yīng)用于分離、催化等領(lǐng)域，目前也合成了大量的功能化離子液體，但熱敏功能化離子液體至今尚無報(bào)道，本發(fā)明首次合成了熱敏功能化離子液體。本發(fā)明合成的新型離子液體，原料方便易得，價(jià)格低廉，且合成簡單、易于操作。 熱敏材料近年來廣泛應(yīng)用于示溫涂料、印刷、紡織服裝等方面，但是很多熱敏材料是熱敏不可逆的，本發(fā)明中的熱敏離子液體在一定溫度范圍內(nèi)具有熱敏可逆性，且熱敏指示溫度范圍寬，具有很好的工業(yè)應(yīng)用前景。 熱敏離子液體可被用作現(xiàn)有熱敏記錄材料的代用品。熱敏記錄材料作為記錄介質(zhì)被廣泛用于傳真機(jī)系統(tǒng)、各種計(jì)算機(jī)和其它應(yīng)用場合。隨著熱敏記錄材料的發(fā)展，需要更優(yōu)良的具有更高光潔度的熱敏材料的出現(xiàn)，現(xiàn)有熱敏記錄材料并不能滿足需要，作為一種新型熱敏材料，熱敏離子液體具有其自身獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)和潛在的應(yīng)用價(jià)值，其常溫下多數(shù)為液體，可以引入所需要的各種官能團(tuán)以滿足熱敏記錄材料對(duì)光潔度的要求。另外，熱敏離子液體由陰陽離子構(gòu)成，具有很好的導(dǎo)電性，并且為液體有很好的流動(dòng)性，一些特定功能的熱敏離子液體的流動(dòng)性會(huì)隨溫度變化而發(fā)生明顯的變化，并且導(dǎo)電能力也會(huì)發(fā)生變化，即電阻發(fā)生了變化，這便起到了熱敏電阻的功能，而傳統(tǒng)熱敏電阻不具有流動(dòng)性，這種優(yōu)點(diǎn)可被更廣泛地應(yīng)用于熱敏自動(dòng)控制，通過改變電流的變化而感應(yīng)到溫度的變化，從而使自動(dòng)控制系統(tǒng)的靈敏度提高。同時(shí)，熱敏離子液體在染料、紡織工業(yè)也會(huì)有很大的應(yīng)用價(jià)值。
由于熱敏離子液體具有諸多常規(guī)熱敏材料不具備的優(yōu)點(diǎn)，隨著技術(shù)的進(jìn)步，熱敏離子液體的潛在應(yīng)用價(jià)值會(huì)越來越明顯，能更廣泛應(yīng)用于航天、儀表、印刷、紡織、食品加工、工農(nóng)生產(chǎn)中，會(huì)出現(xiàn)更多功能化的熱敏離子液體來取代現(xiàn)行的熱敏物質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明設(shè)計(jì)合成了 一類熱敏功能化離子液體。 本發(fā)明中的離子液體是由三芳甲烷類、熒烷類、螺吡喃類、呋喃類、吡啶類、噻吩類、席夫堿類、聚合物類及其衍生物以及咪唑類、吡咯類、吡唑類、唑類、噻唑類、吲哚類、吡嗪類、噠嗪類、喹啉類、嗎啉類、喹唑啉類、哌嗪類、哌啶類、惡唑類、惡唑啉、惡嗪類等雜環(huán)化合物及其衍生物，也包括季銨鹽類陽離子、膦類、醚類、醛類、酮類、烴類、酯類及其衍生物等
陽離子和氯離子(cr)、溴離子(Br—)、碘離子(r)、四氟硼酸根離子(BF4—)、六氟磷酸根離
子(PF6—)、三氟甲基硫酰胺離子(Tf2N—)、三氟甲基磺酸根離子(CF3S03—)、六氟銻酸根離子(SbF6—)、硫酸根離子(S042—)、碳酸根(C032—)、碳酸氫根(HC03—)、硝酸根離子(N03—)、羧酸根(RC00—)和三氟甲丁酸根離子(CF3CF2CF2CF2S03—)等陰離子構(gòu)成，在常溫下呈液體或者固體狀態(tài)。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明用以下實(shí)例說明，但本發(fā)明并不限于以下實(shí)施例，在不脫離前后所述宗旨的范圍下，變化實(shí)施都包含在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。
實(shí)施例1 實(shí)驗(yàn)裝置由一四口燒瓶、回流冷疑管、機(jī)械攪拌器和水銀溫度計(jì)組成。將100. 12g乙酰丙酮溶于200mL無水乙醇后加入四口燒瓶中，然后將81.081g甲醛與50mL無水乙醇相混合置入滴液漏斗中，再將37. 36mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25 %氨水與25mL無水乙醇混合后同樣置入滴液漏斗中。打開機(jī)械攪拌器，在攪拌下用滴液漏斗將甲醛溶液和氨水溶液緩慢滴入乙酰丙酮溶液中，60分鐘滴完畢。并在常溫常壓下反應(yīng)24小時(shí)，水銀溫度計(jì)指示反應(yīng)器內(nèi)溫度。最后將所得液體于真空干燥箱中35t:干燥40小時(shí)，得到3， 5- 二乙?；鵢1，4- 二氫吡啶。稱取3. 3022g (0. 02mol) 3， 5- 二乙酰基-1， 4- 二氫吡啶置入三口燒瓶中，并加入50mL無水乙醇。同時(shí)稱取4. 3905g氟硼酸并溶于50mL無水乙醇后置入滴液漏斗中，打開攪拌裝置，設(shè)置反應(yīng)溫度為35t:并用溫度計(jì)指示溫度。反應(yīng)進(jìn)行12小時(shí)后，在35t:條件下減壓旋蒸除去產(chǎn)物中的乙醇和水，最后將所得液體于35t:在真空干燥箱中干燥24小時(shí)，所得產(chǎn)物即為3， 5- 二乙?；鵢1，4 二氫吡啶四氟硼酸鹽離子液體。稱取適量3， 5- 二乙?；?1，4- 二氫吡啶四氟硼酸鹽離子液體配制成1. OX 10—4mol/L乙醇溶液，然后取10mL該溶液置于A、B兩支25mL比色管中，比色管中各加入2滴飽和的NaOH乙醇溶液，將A比色管置于水浴中，B比色管置于常溫常壓條件下。A分別加熱到40°C -IO(TC，溫度間隔為5t:，觀察溶液顏色變化，結(jié)果表明A， B兩比色管中液體顏色差別隨著A比色管溫度的升高變得越來越明顯。
實(shí)施例2 實(shí)驗(yàn)裝置如上。稱取3. 3022g(0.02mol)3，5-二乙?；?l，4-二氫吡啶置入三口燒瓶中，并加入50mL無水乙醇。同時(shí)稱取1. 9189g鹽酸并溶于50mL無水乙醇后置入滴液漏斗中，打開攪拌裝置，設(shè)置反應(yīng)溫度為35t:并用溫度計(jì)指示溫度。反應(yīng)進(jìn)行12小時(shí)后，在35t:條件下減壓旋蒸除去產(chǎn)物中的乙醇和水，最后將所得液體于35t:下在真空干燥箱中干燥24小時(shí)，所得產(chǎn)物即為3， 5- 二乙?；鵢1，4- 二氫吡啶四鹽酸鹽離子液體。稱取適量3，5- 二乙酰基-1，4- 二氫吡啶四氟鹽酸鹽離子液體配制成1. OX 10—4mol/L乙醇溶液，然后取10mL該溶液置于A、 B兩支25mL比色管中，比色管中各加入2滴飽和的NaOH乙醇溶液，將A比色管置于水浴中，B比色管置于常溫常壓條件下。A分別加熱到40°C -IO(TC，溫度間隔為5t:，觀察溶液顏色變化，結(jié)果表明A，B兩比色管中液體顏色差別隨著A比色管溫度的升高變得越來越明顯。
實(shí)施例3 實(shí)驗(yàn)裝置如上。稱取3. 3022g(0.02mol)3，5-二乙?；?l，4-二氫吡啶置入三口燒瓶中，并加入50mL無水乙醇。同時(shí)稱取2. 3059g磷酸并溶于50mL無水乙醇后置入滴液漏斗中，打開攪拌裝置，設(shè)置反應(yīng)溫度為35t:并用溫度計(jì)指示溫度。反應(yīng)進(jìn)行12小時(shí)后，在35t:條件下減壓旋蒸除去產(chǎn)物中的乙醇和水，最后將所得液體于真空干燥箱中35t:干燥24小時(shí)，所得產(chǎn)物即為3， 5- 二乙?；鵢1，4- 二氫吡啶四氟硼酸鹽離子液體。稱取適量3，5-二乙?；?l，4-二氫吡啶磷酸鹽離子液體配制成1. 0X10—4mol/L乙醇溶液，然后取10mL
4該溶液置于A、B兩支25mL比色管中，比色管中各加入2滴飽和的NaOH乙醇溶液，將A比色管置于水浴中，B比色管置于常溫常壓條件下。A分別加熱到40°C -IO(TC，溫度間隔為5°C，觀察溶液顏色變化，結(jié)果表明A， B兩比色管中液體顏色差別隨著A比色管溫度的升高變得越來越明顯。
權(quán)利要求
一類熱敏功能化離子液體，該類離子液體具有以下結(jié)構(gòu)通式A+B-，其中A+是一類陽離子，由如下物質(zhì)構(gòu)成三芳甲烷類、熒烷類、螺吡喃類、呋喃類、吡啶類、噻吩類、席夫堿類、聚合物類及其衍生物以及咪唑類、吡咯類、吡唑類、唑類、噻唑類、吲哚類、吡嗪類、噠嗪類、喹啉類、嗎啉類、喹唑啉類、哌嗪類、哌啶類、惡唑類、惡唑啉、惡嗪類等雜環(huán)化合物及其衍生物，也包括季銨鹽類陽離子、膦類、醚類、醛類、酮類、烴類、酯類及其衍生物；所述的B-為以下陰離子氯離子(Cl-)、溴離子(Br-)、碘離子(I-)、四氟硼酸根離子(BF4-)、六氟磷酸根離子(PF6-)、三氟甲基硫酰胺離子(Tf2N-)、三氟甲基磺酸根離子(CF3SO3-)、六氟銻酸根離子(SbF6-)、硫酸根離子(SO42-)、碳酸根(CO32-)、碳酸氫根(HCO3-)、硝酸根離子(NO3-)、羧酸根(RCOO-)和三氟甲丁酸根離子(CF3CF2CF2CF2SO3-)中的一種或者多種。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱敏功能化離子液體，其具有熱敏活性或在其離子上嫁接上 具有熱敏功能的基團(tuán)以及在離子液體中嫁接上含銀、銅、汞、鈷、鎳鐵、錳等無機(jī)離子。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述，一種熱敏離子液體所采用的陽離子可以為A+中的一種或者多種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1、2所述，該類離子液體合成方法主要由中和反應(yīng)和離子交換反應(yīng)完成。
全文摘要
一類熱敏功能化離子液體，該類離子液體有以下結(jié)構(gòu)通式A+B-，其中A+由吡啶類等陽離子構(gòu)成；B-由三氟甲基硫酰胺離子(Tf2N-)等陰離子構(gòu)成。一類熱敏功能化離子液體通過中和反應(yīng)或離子交換反應(yīng)合成。本發(fā)明合成的新型離子液體，原料方便易得，價(jià)格低廉，且易于操作。該類離子液體的物理、化學(xué)性質(zhì)隨溫度改變會(huì)發(fā)生顯著變化。該類離子液體可用作熱敏材料，如熱敏紙、熱敏印刷、熱敏電阻、熱敏介質(zhì)等，熱敏智能化控制，熱敏顏料。
文檔編號(hào)C07D211/82GK101774964SQ20091024390
公開日2010年7月14日 申請(qǐng)日期2009年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月25日
發(fā)明者張鎖江, 張香平, 白璐, 趙延松 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院過程工程研究所