含聯苯基團的咪唑類離子液體的微波合成

蔣云霞，徐百靈，陳麗娜，徐 杰

(吉林化工學院 化學與制藥工程學院，吉林 吉林 132021)

近年來，綠色化學已成為化學研究的主要研究熱點.離子液體又稱室溫熔融鹽，由有機陽離子和無機或有機陰離子組成的離子化合物.由于其具有能獨特的溶解性、良好的熱穩定性、可設計性和對環境幾乎無污染等特性，被廣泛用于化學反應和分離工程等領域[1,2].離子液體的合成是離子液體研究的重要方向之一，傳統的離子液體合成方法時間較長，一般在24 h以上，且需要大量溶劑.隨著微波技術的發展，微波法逐漸應用到離子液體的合成中，與傳統合成方法相比，微波法具有反應時間短、反應速率快、產物純度高、避免使用大量的有機溶劑對環境產生的危害[3-8].

咪唑分子易于功能化，人們發現當咪唑離子液體含有較長疏水烷基鏈時具有較高的表面活性和良好的物理化學性質[9,10].本文采用家用微波爐微波合成了二種含有聯苯基團的咪唑離子液體，1-甲基-3-(10-(4-(4-十二烷氧基苯基)苯氧基)癸基)咪唑溴代鹽([Cph-phC-Min]Br)和1-十二烷基-3-(10-(4-(4-十二烷氧基苯基)苯氧基)癸基)咪唑溴代鹽([Cph-phC-Min-C]Br)，見圖1.

并對微波反應條件進行了進一步的探索，通過改變加入原料的比例對其產率進行優化.所得產物的結構通過FT-IR與1H NMR進行確認.

1 實驗部分

1.1 試劑與儀器

試劑：4,4′-二羥基聯苯，1,10-二溴癸烷，1-溴代十二烷，咪唑，N-甲基咪唑(化學純，薩恩化學技術(上海)有限公司).其余所用溶劑均為分析純(天津市大茂化學試劑廠).

儀器:Bruker Avance Ⅲ 500M Hz型核磁共振儀，紅外吸收光譜儀.

1.2 實驗過程

1.2.1 Min-C的合成

向三口燒瓶中加入咪唑1.2 g(18 mmol)、氫氧化鈉0.7 g(18 mmol)，10 mL DMSO，室溫下反應2 h，降溫至0 ℃.緩慢滴加溴代十二烷3.7 g(15 mmol).反應5 h后倒入20 mL水中，用二氯甲烷萃取，旋蒸，得到2.7 g淡黃色透明油狀液體.產率約為74%.

1.2.2 I的合成

向圓底燒瓶中加入4，4′-二羥基聯苯6.0 g(32 mmol)、溴代十二烷7.2 g(29 mmol)、碳酸鉀5.0 g(36 mmol)，20 mL丙酮，加熱回流24 h.反應結束后在蒸餾水中調節pH至弱酸，過濾得白色固體.用乙酸乙酯進行重結晶，得7.631 g白色晶體.產率約為60%.

1.2.3 Ⅱ的合成

向圓底燒瓶中加入Ⅰ7.6 g(18 mmol)、1，10二溴癸烷6.8 g(23 mmol)、碳酸鉀4.2 g(30 mmol)，20 mL丙酮，加熱回流24 h.旋蒸.用蒸餾水洗滌三次.后加入乙醇溶液，加熱，趁熱過濾.得7.8 g白色晶體.產率約為73%.

1.2.4 [Cph-phC-Min]Br和[Cph-phC-Min-C]Br的合成

按一定比例在圓底燒瓶中加入N-烷基咪唑和Ⅱ進行微波反應(80 W，5 min)，反應結束后，分別用乙酸乙酯和無水乙醇除去未反應的原料.干燥，得白色固體.

2 結果與討論

2.1 反應原料比例對產率的影響

mole ratio

mole ratio圖2 反應物摩爾數對產率的影響

2.2 [Cph-phC-Min]Br和[Cph-phC-Min-C]Br的紅外光譜

[Cph-phC-Min]Br和[Cph-phC-Min-C]Br紅外譜圖如圖3所示.3 473 cm-1，808 cm-1為咪唑上C-H伸縮振動，3 066 cm-1處為苯環C-H伸縮振動，1 600～1 450 cm-1處為苯環骨架伸縮振動，2 921 cm-1，2 851 cm-1為甲基，亞甲基的C-H伸縮振動吸收峰，1 395 cm-1為C-N伸縮振動吸收峰，1 178 cm-1處為C-O-C不對稱伸縮振動吸收峰，825 cm-1處為苯環對位二取代吸收峰，721 cm-1為長碳鏈伸縮振動吸收峰.

/cm-1圖3 [Cph-phC-Min]Br(a)and[Cph-phC-Min-C]Br(b)的紅外光譜

2.3 [Cph-phC-Min]Br和[Cph-phC-Min-C]Br的氫核磁圖

[Cph-phC-Min]Br的氫核磁譜圖如圖4所示.

如圖所示：1H NMR(500 MHz,DMSO)δ 9.13(s,1H),7.78(s,1H),7.71(s,1H),7.51(dd,J=8.7,2.1 Hz,4H),6.97(dd,J=8.6,1.7 Hz,4H),4.15(t,J=7.2 Hz,2H),3.98(t,J=6.4 Hz,4H),3.85(s,3H),1.80-1.76(m,2H),1.71(dd,J=14.0,6.9 Hz,4H),1.44-1.39(m,4H),1.27(d,J=16.9 Hz,26H),0.86(t,J=6.8 Hz,3H).

δ/ppm圖4 [Cph-phC-Min]Br的1H NMR譜圖

[Cph-phC-Min-C]Br的氫核磁譜圖如圖5所示.

δ/ppm圖5 [Cph-phC-Min-C]Br的1H NMR譜圖

如圖5所示：1H NMR(500 MHz,CDCl3)δ10.90(s,1H),7.47(d,J=8.2 Hz,4H),7.24-7.20(m,2H),6.96(d,J=8.5 Hz,4H),4.37(td,J=7.4,4.6 Hz,4H),4.00(t,J=6.5 Hz,4H),1.94(s,4H),1.85-1.77(m,4H),1.51-1.44(m,4H),1.38-1.25(m,44H),0.93-0.87(m,6H).

3 結 論