阅读说明：本技术 用于苯-甲醇体系分离1-辛基-3-甲基咪唑乳酸盐离子液体方法 (Method for separating 1-octyl-3-methylimidazole lactate ionic liquid in benzene-methanol system ) 是由 李文秀 李鑫慧 范俊刚 张弢 于 2019-09-03 设计创作，主要内容包括：用于苯-甲醇体系分离1-辛基-3-甲基咪唑乳酸盐离子液体方法,涉及用于苯-甲醇体系分离1-辛基-3-甲基咪唑乳酸盐离子液体方法,本发明所述方法采用化学氧化法,以双氧水为氧化剂,以乳酸为阴离子源,以溴化氢为氢源,在水相中将离子液体中间体1-辛基-3-甲基咪唑溴盐中的溴离子氧化为溴分子除去,从而生成目标离子液体1-辛基-3-甲基咪唑乳酸盐；本发明对传统的两步合成方法进行了改进,采用化学氧化法制备了1-辛基-3-甲基咪唑乳酸盐离子液体。与传统氧化法相比不但明显缩短了反应时间还大大的提高了反应收率；通过加入适量的溴化氢氢源提高了含有弱酸酸根的离子液体的合成速度。(The invention discloses a method for separating 1-octyl-3-methylimidazole lactate ionic liquid from a benzene-methanol system, and relates to a method for separating 1-octyl-3-methylimidazole lactate ionic liquid from a benzene-methanol system, which adopts a chemical oxidation method, takes hydrogen peroxide as an oxidant, lactic acid as an anion source and hydrogen bromide as a hydrogen source, and oxidizes bromide ions in an ionic liquid intermediate 1-octyl-3-methylimidazole bromide salt into bromine molecules in a water phase to remove the bromine molecules, so that the target ionic liquid 1-octyl-3-methylimidazole lactate is generated; the invention improves the traditional two-step synthesis method, and adopts a chemical oxidation method to prepare the 1-octyl-3-methylimidazole lactate ionic liquid. Compared with the traditional oxidation method, the method not only obviously shortens the reaction time, but also greatly improves the reaction yield; the synthesis speed of the ionic liquid containing weak acid radical is improved by adding a proper amount of hydrogen bromide source.)

用于苯-甲醇体系分离1-辛基-3-甲基咪唑乳酸盐离子液体 方法

技术领域

本发明涉及一种分离1-辛基-3-甲基咪唑乳酸盐离子液体方法，特别是涉及一种用于苯-甲醇体系分离1-辛基-3-甲基咪唑乳酸盐离子液体方法。

背景技术

苯和甲醇是重要的有机原料，在化工生产过程中能够形成难以分离的共沸物系，这些共沸混合物需要根据具体情况通过减压精馏，共沸精馏及萃取精馏等特殊精馏的方法进行分离。萃取精馏作为一种常用的分离共沸混合物和近沸点混合物的方法，其决定因素是萃取剂的选择。作为一种新型的萃取剂，离子液体由于具有分离效率高，挥发性低及溶解性好等优点引起广泛的关注。目前，制约离子液体萃取剂在萃取精馏中应用的一个主要问题就是萃取剂的成本太高。

实验室前期通过化学氧化法合成了四甲基铵甲烷磺酸盐([N₁₁₁₁]CH₃SO₃)等8种季胺类离子液体，结果表明与传统方法相比，该方法大大的缩短了反应时间提高了产物的纯度。但该方法的缺点是只适用于合成甲烷磺酸，硝酸等强酸根为阴离子的离子液体。对乳酸根等弱酸根为阴离子的离子液体，该方法的合成时间长，效率低，与传统方法相比没有明显的优势，因此限制了该方法的使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于苯-甲醇体系分离1-辛基-3-甲基咪唑乳酸盐离子液体方法，本发明采用化学氧化法制备了1-辛基-3-甲基咪唑乳酸盐离子液体，不但明显缩短了反应时间还大大的提高了反应收率 ；通过加入适量的溴化氢氢源提高了含有弱酸酸根的离子液体的合成速度。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

用于苯-甲醇体系分离1-辛基-3-甲基咪唑乳酸盐离子液体方法，所述方法采用化学氧化法，以双氧水为氧化剂，以乳酸为阴离子源，以溴化氢为氢源，在水相中将离子液体中间体1-辛基-3-甲基咪唑溴盐中的溴离子氧化为溴分子除去，从而生成目标离子液体1-辛基-3-甲基咪唑乳酸盐；

包括以下制备过程：

采用量化计算的方法，从分离效率和溶解性两方面考虑，通过计算和筛选，选定1-辛基-3-甲基咪唑乳酸盐离子液体为萃取精馏分离苯-甲醇共沸体系的有效分离剂；通过两步法中的第一步合成了中间体1-辛基-3-甲基咪唑溴盐离子液体，接着采用化学氧化法代替传统两步法中的第二步离子交换法合成目标离子液体1-辛基-3-甲基咪唑乳酸盐；氧化法中以双氧水为氧化剂，以乳酸为阴离子源，以溴化氢为氢源，在水相中将离子液体中间体1-辛基-3-甲基咪唑溴盐中的溴离子氧化为溴单质除去，从而生成目标离子液体1-辛基-3-甲基咪唑乳酸盐。

所述的用于苯-甲醇体系分离1-辛基-3-甲基咪唑乳酸盐离子液体方法，所述合成的1-辛基-3-甲基咪唑乳酸盐离子液体作为萃取剂用于苯-甲醇体系萃取精馏分离过程；所加入的双氧水为溴离子摩尔量的2-4倍。

所述的用于苯-甲醇体系分离1-辛基-3-甲基咪唑乳酸盐离子液体方法，所述所加入乳酸与离子液体中间体1-辛基-3-甲基咪唑溴按摩尔比1：1加入。

所述的用于苯-甲醇体系分离1-辛基-3-甲基咪唑乳酸盐离子液体方法，所述所加入的溴化氢为中间体1-辛基-3-甲基咪唑溴摩尔量的5%-20%；以二氯化碳为除溴剂从水相中萃取除去反应生成的溴分子。

本发明的优点与积极效果是：

本发明公开了一种用于苯-甲醇体系萃取精馏的1-辛基-3-甲基咪唑乳酸盐的合成方法，对传统的两步合成方法进行了改进，采用化学氧化法制备了1-辛基-3-甲基咪唑乳酸盐离子液体，与传统氧化法相比不但明显缩短了反应时间还大大的提高了反应收率 ；通过加入适量的溴化氢氢源提高了含有弱酸酸根的离子液体的合成速度。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细说明。

本发明首先是采用量化计算的方法，从分离效率和溶解性两方面考虑，通过大量的计算和筛选，选定1-辛基-3-甲基咪唑乳酸盐离子液体为萃取精馏分离苯-甲醇共沸体系的有效分离剂。接着按照文献报道，通过两步法中的第一步合成了中间体1-辛基-3-甲基咪唑溴盐离子液体，接着采用化学氧化法代替传统两步法中的第二步离子交换法合成目标离子液体1-辛基-3-甲基咪唑乳酸盐。氧化法中以双氧水为氧化剂，以乳酸为阴离子源，以溴化氢为氢源，在水相中将离子液体中间体1-辛基-3-甲基咪唑溴盐中的溴离子氧化为溴单质除去，从而生成目标离子液体1-辛基-3-甲基咪唑乳酸盐。溴化氢氢源的选择及其加入量的确定是本发明的难点。溴化氢在水中比乳酸更容易电离，因此可以提供更多的氢离子用于双氧水的氧化还原反应，而且溴化氢的加入不会因在产物中引入新的离子而导致其他不可料的副作用出现。溴化氢加入量过多会使产物中的溴离子杂质不宜除去并且消耗过多的除溴剂，而其加入量过少会由于反应推动力的减小而降低反应效率，提高反应时间。因此其加入量需通过大量实验进行确定。

实施例1：中间体1-辛基-3-甲基咪唑溴盐离子液体的合成：准确称取193g1-溴辛烷，加入装有搅拌转子的三口烧瓶中并连续通入氮气制造无氧无水环境。用滴液漏斗滴加70g 氮甲基咪唑，稳定后在60℃恒温油浴中搅拌1小时，搅拌转子的转速为15r/min。得到的产物在水溶液中通过重结晶的方法提高纯度，重结晶得到的产物需在真空干燥箱中70℃下干燥24h除去水分。目标产物1-辛基-3-甲基咪唑乳酸盐离子液体的化学氧化法合成：取乳酸90g,47%的溴化氢水溶液17g，离子液体中间体1-辛基-3-甲基咪唑溴275.23g，加入1000ml三口瓶中，搅拌下滴加30%的双氧水158g,反应1小时。在分液漏斗中用二氯化碳清洗反应过程生成的溴分子。得到的水相在旋转蒸发除去水，然后在真空干燥箱中70℃下干燥24h得到产品。

实施例2：中间体1-辛基-3-甲基咪唑溴盐离子液体的合成：准确称取193g1-溴辛烷，加入装有搅拌转子的三口烧瓶中并连续通入氮气制造无氧无水环境。用滴液漏斗滴加80g 氮甲基咪唑，稳定后在60℃恒温油浴中搅拌2小时，搅拌转子的转速为15r/min。得到的产物在水溶液中通过重结晶的方法提高纯度，重结晶得到的产物需在真空干燥箱中80℃下干燥24h除去水分。目标产物1-辛基-3-甲基咪唑乳酸盐离子液体的化学氧化法合成：取乳酸90g,47%的溴化氢水溶液20g，离子液体中间体1-辛基-3-甲基咪唑溴275.23g，加入1000ml三口瓶中，搅拌下滴加30%的双氧水180g,反应2小时。在分液漏斗中用二氯化碳清洗反应过程生成的溴分子。得到的水相在旋转蒸发除去水，然后在真空干燥箱中70℃下干燥24h得到产品。

实施例3：中间体1-辛基-3-甲基咪唑溴盐离子液体的合成：准确称取193g1-溴辛烷，加入装有搅拌转子的三口烧瓶中并连续通入氮气制造无氧无水环境。用滴液漏斗滴加90g 氮甲基咪唑，稳定后在60℃恒温油浴中搅拌1.5小时，搅拌转子的转速为15r/min。得到的产物在水溶液中通过重结晶的方法提高纯度，重结晶得到的产物需在真空干燥箱中90℃下干燥24h除去水分。目标产物1-辛基-3-甲基咪唑乳酸盐离子液体的化学氧化法合成：取乳酸90g,47%的溴化氢水溶液15g，离子液体中间体1-辛基-3-甲基咪唑溴275.23g，加入1000ml三口瓶中，搅拌下滴加30%的双氧水120g,反应1小时。在分液漏斗中用二氯化碳清洗反应过程生成的溴分子。水相在旋转蒸发除去水，然后在真空干燥箱中90℃下干燥24h得到产品。