微波法制备咪唑类离子液体
第 38卷第 1期
2009年 1月
应 用 化 工
Applied Chemical Industry
V01．38 No．1
Jan．2009
微 波 法 制备 咪唑 类 离子 液体
周静 ，王晖
(中南大学 化学化工学院 ，湖南 长沙 410083)
摘 要 ：运用常规两步法和微 波法制备了离子液体 1-丁基-3-甲基 咪唑四氟硼 酸盐 ([bmim]BF4)以及 1-羟 乙基一3-
甲基咪唑四氟硼 酸盐 ([C OHmim]BF4)，并通过红外光谱表征 以及密度 和溶解度 等物理性 质的检测 ，对两种制备
方法进行了比较 。实验结果表明 ，不需使用任何溶剂 ，选择 Ⅳ．甲基咪唑和溴代 正丁烷(2·氯 乙醇 )的配 比为 1：1．1，
[bmim]Br([C OHmim]C1)和 NaBF4的配 比 为 1：1，在 微 波 炉 功率 为 350 W 的条 件 下 反 应 ，[bmim]BF4和
[c OHmim]BF4的产率分别达 70．0％ 和76．9％ 。反应采取微 波间歇加热 的方式 ，方法简单 高效、无溶剂污染 ，但产
率偏低 ，其制备条件还需进一步研究 与完善 。
关键词 ：离子液体 ；微波合成 ；咪 唑
中图分类号：TQ 252．3 文献标识码 ：A 文章编号 ：1671—3206(2009)01—0058—03
M icrowave-assisted synthesis of imidazole ionic liquids
ZHOU．1ing，WANG Hui
(School of Chemistry Engineering&Technology，Central South University，Changsha 410083，China)
Abstract：1-Butyl一3-methylimidazolium tetrafluoroborate([bmim]BF4)and 1一ethoxyl-3一methyl imidazoli—
um tetrafluoroborate([C2 OHmim]BF4)were prepared through conventional and microwave two—step
method which were also compared by IR spectra characterization and detection of physical properties such
as density and conductivity．The experimental results showed that．with solvent—free and intermittent micro—
wave heating where the power was 350 W ，when the mole ratio of I-methylimidazole and l—bromobutane
(2-chloroethane)was 1：1．1，the mole ratio of[bmim]ar([C2OHmim]C1)and sodium tetralluombo·
rate was 1：1，the yield of[bmim]BF4 and[C2OHmim]BF4 was 70．O％ and 76．9％ respectively，the
microwave method is simple an d high—effi cient without contamination of so lvents，but its yield is low．So
preparation conditions of microwave—assisted synthesis still need researching and improving further．
Key words：ionic liquid；microwave·assisted synthesis；imidazole
离子液体(ILs)，又称室温离子液体或室温熔融
盐 ，是由有机阳离子和无机或有机阴离子构成的、在
室温下呈液体状态的盐类 ，是近年来在绿色化学 的
框架下发展起来的全新的介质和软材料?。
本文以咪唑类离子液体为研究对象 ，采用常规
两步法和微波加热两步法合成 了典型离子液体 1一
丁基一3一甲基咪唑 四氟硼酸盐 ([bmim]BF4)和 1．羟
乙基-3．·甲基咪唑四氟硼酸盐 ([C：OHmim]BF4)，指
出两种方法都可以合成 目标离子液体 ，常规法产率
较高，而微波法更加简单高效 ，可以弥补常规法耗时
较长，溶剂污染等缺点 ，反应过程更加环保。
1 实验部分
1．1 试剂与仪器
溴代正丁烷、2一氯乙醇均为化学纯；丙酮、1，1，
1一三氯乙烷 、Ⅳ．甲基咪唑、四氟硼酸钠及 乙醇均为分
析纯。
W202型 电热 恒温水浴 锅；SENCOR旋转蒸发
器 ；DF一101S集 热 式 恒 温 加 热 磁 力 搅 拌 器；LG
wP7oo微波炉 ；DDS—II A电导率仪；Nicolet380红外
吸收光谱仪等。
1．2 常规两步法合成离子液体
将 0．05 molⅣ．甲基咪唑置于 250 mL三 口烧瓶
中，移取 2．8 mL 1，1，1一三氯 乙烷 加人 ，然后将
0．05 tool溴代正丁烷通过恒压滴液漏斗缓慢滴人 ，
反应温度 70℃ ，反应时问 48 h，反应过程中进行回
流 ，回流冷凝管顶端连接一个盛有无水 CaC1：的干
燥管。反应完成后产物静置分层 ，以除去大部分的
溶剂 ，再经减压蒸馏除去多余 的溶剂和未反应的原
料 】，得 红 棕 色 粘 稠 状 液 体 [bmim]Br，产 率
收稿 日期 ：2008-10-24 修 改稿 日期 ：2008．11-07
作者简介：周静 (1985一)，女 ，云南鹤庆人 ，中南大学在读硕士研究 生 ，师从王晖副教授 ，主要从 事离子液体的制备 以及浮
选药剂 的改性等方面研究 。电话 ：13873106044。E—mail：eo．．,jing@ 163．corn
第 1期 周静等 ：微 波法制备 咪唑类离子液体 59
90．4％。取等摩尔 的上步产物和研磨过后 的 NaBF
反应 ，以丙酮作溶剂 ，丙酮和[bmim]Br的体积 比为
5，在 45℃下恒温搅拌 48 h。反应结束进行减压抽
滤 ，得亮黄色液体 ，再经减压蒸馏 除丙酮 ，放 于干燥
箱中去除未蒸净的丙酮 ，得到金黄色油状离子液体
[bmim]BF ，产率 86．9％。
取 Ⅳ．甲基眯唑 0．05 tool于 100 mL烧瓶 中，量
取 2．氯乙醇 0．075 mol缓慢滴人 ，在 80 cI=下直接恒
温搅拌反应 48 h，产物为金黄色粘稠液 ，再经过减压
蒸馏 除去 过量 的 2一氯 乙 醇，得 到金 黄 色 油状 物
[C：OHmim]C1，产率 97．0％ 。以丙酮作溶剂 ，丙酮
与[C OHmim]CI的体积 比为 5，称取 等摩 尔量 的
[C OHmim]CI和研磨过后 的 NaBF4溶 于丙酮 中，
在 45℃下恒温搅拌反应 48 h。反应结束进行减压
抽滤得黄色液体 ，滤液先减压蒸馏 ，然后放人 8O qc
干燥 箱 中 除 净 丙 酮 并 干 燥 后 得 到 离 子 液 体
[C2OHmim]BF4，产率 88．1％。
1．3 微波法合成离子液体
取 0．05 mol N-甲基咪唑和 O．055 mol溴代正丁
烷于烧杯 中，用磁 力搅拌器搅拌 20 min-4 J，使 其充
分混合均匀 ，同时将微波炉 预热 。把锥形瓶放人微
波炉中，照射 30 s后取出，用磁力搅拌器搅拌 ，彻底
直至生成金黄色油状粘稠液 。反应完毕，冷却 ，有分
层现 象 ，除 去 过 量 的 溴 代 正 丁烷 得 到 中间产 物
[bmim]Br，产率 88．5％ 。取等摩尔量的研磨过后的
NaBF4和[bmim]Br进行微波反应 ，反应步骤同上一
步。反应毕加入丙酮 ，搅拌溶解生成物 ，经减压抽滤
和减压蒸馏得桔黄色粘稠状 液体 [bmim]BF ，产率
70．0％ 。
取 0．05 mol N一甲基咪唑和 0．055 mol 2一氯乙醇
于烧杯 中，用磁力搅拌器搅拌 20 min，使其充分混合
均匀 ，同时将微波炉预热。把锥形瓶放人微波炉中
照射 30 s后拿出，用磁力搅拌器搅拌 ，彻底冷却 ，再
放人微波炉中折射 ，如此反复 ，间歇加热，直至生成
金黄色油状粘稠液[C OHmim]CI，产率为 81．5％左
右。再取等摩 尔研磨过后 的 NaBF4与此生成物进
行微波反应合成 [C：OHmim]BF4，反应的方法 同合
成[bmim]BF4的方法一致 ，产率 76．9％ 。
2 表征与检测
图 1和 图 2分 别是 合 成产 物 [bmim]BF 和
[C：OHmim]BF 的红外光谱图 ，其主要 的吸收光谱
带及分析在表 1中列 出，合成产物的密度 、电导率等
物理性质的检测结果见表 2。
波数／cm 波数，cm
图1 合成产物[bmim]BF4的红外光谱图 图 2 合成产物[C：OHmim]BF4的IR谱图
Fig．1 lR spectra of[bmim]BF, Fig．2 IR spectra of[C2OHmim]BF4
表 1 合成离子液体的红外光谱数据分析
Table 1 IR spectra data analysis of ILs synthesized
60 应用化工 第 38卷
表 2 合成离子液体 的密度及 电导率测定结果
Table 2 The results 0f density and conductivity
0fILs synthesized
上述表征和检测表 明，常规两步法和微波加热
两步法合成的离子液体具有相同的红外光谱特征以
及十分相近的物理性质 ，而且与文献 所给的结果
基本一致 ，由此断定采用微波加热两步法合成离子
液体是可行的。
3 结论
实验在不需任何溶剂的条件下 ，选择 Ⅳ 甲基咪
唑和溴代 正 丁烷 (2一氯 乙醇 )的配 比为 1：1．1，
[bmim]Br([C OHmim]C1)和 NaBF4的配比为 1：1
时进行微波合成反应，[bmim]at,和[C：OHmim]Br,
的产率分别可达 70．0％和 76．9％。微波反应选用
家用微波炉，反应功率为 350 W。
与常规法 比较 ，微波法合成离子液体使得反应
过程更加简单高效，可以弥补常规法耗时较长 ，需使
用有机溶剂等缺点 ，反应过程更为环保 。但是微波
法制备离子液体的技术还不够成熟 ，生成物的产率
较常规法低 ，还需对其制备条件进行进一步的改善。
通过微波法制备条件 的研究与改进 ，微波法制备离
子液体将会是一种很有潜力的合成方法。
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(上接第 43页 )
(2)AI：0，的还原度很小 ，要 提高其还原率 ，必
须有足够的炉温。而原料中的 SiO：在 1 950 oC时即
可大量还原 。本实验冶炼铝硅合金 的最佳还原温度
为 2 000—2 200℃。相 同还原温度下 Si的回收率
大于 Al的回收率。
(3)不同温度(1 950—2 200℃)下还原铝土矿
和赤泥 ，合金中的 Al含量 随还原温度升高而增大 ，
而 si含量在较小 的范围 内呈现先增后减的变化趋
势，Fe含量则随还原温度的升高而减小 。
(4)对 Al—Si粗合金进行精炼后 ，能够去除夹杂
在粗合金 中的金属氧化物，能够降低合金 中硅和铁
的含量。所 以精炼粗合金除渣是提高产品合格率必
不可少的措施。
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微波法制备咪唑类离子液体.pdf
