1-正丁基-1-甲基吡咯烷二(三氟甲基磺酰)酰亚胺的合成

介绍

1-正丁基-1-甲基吡咯烷二(三氟甲基磺酰)酰亚胺的分子式为C11H20F6N2O4S2，外观为无色液体。主要用作离子液体。

图一 1-正丁基-1-甲基吡咯烷二(三氟甲基磺酰)酰亚胺

合成

在每次反应开始之前，制备适当起始浓度为0.01M的双（三氟甲烷）磺酰亚胺锂和1-丁基-1-甲基吡咯烷氯化铵组成的离子液体的二氯甲烷溶液（无水二氯甲烷）。这种溶液是从半升玻璃瓶中分配出来的。在填充物为固体的情况下，将其小心地通过顶部入口倒入柱中，直到形成10cm高的层。以25ml/min的速率泵送溶液，持续100ml溶液的给药时间（体积大于未包装柱的体积）。然后，在此之后，在Eppendorf管中收集了四个相样品，这些样品通过位于柱下部的龙头离开柱（每个3ml，用于进行IC分析）。在流动中进行离子交换反应的系统的构建。反应器是一个填充固体柱。该系统由：（i）Varian PrepStar SD-1泵HPLC，（ii）填充玻璃柱和（iii）接收器组成。[cat][Y]-起始离子液体，AX-化合物是交换阴离子的来源，[cat][X]-反应产物1-正丁基-1-甲基吡咯烷二(三氟甲基磺酰)酰亚胺。在IC上进行了分析[1]。

图二 1-正丁基-1-甲基吡咯烷二(三氟甲基磺酰)酰亚胺的合成

将1-甲基吡咯烷（47.94 g，563.02 mmol）和1-溴丁烷（89.32 g，651.88 mmol）在50°C的乙腈中加热45小时。蒸发溶剂，用乙醚（3×200 cm3）洗涤所得固体，并通过Büchner漏斗过滤。然后将产物在50°C下真空干燥24小时，得到白色固体状1-丁基-1-甲基吡咯烷溴化物（[C4mpyr]Br）（111.87 g，89.4%）。将[C4mpyr]Br（51.91克，233.65毫摩尔）溶解在二氯甲烷（100立方厘米）中。将双（三氟甲基磺酰基）酰胺锂（73.10 g，254.63 mmol）溶解在去离子水（100 cm3）中，将溶液缓慢加入搅拌中的[C4mpyr]Br溶液中。混合物在室温下搅拌19.5小时。分离出两层，用水（3×30 cm3）洗涤下层离子液体相，然后用无水硫酸钠洗涤。然后使用旋转蒸发器去除溶剂，然后在50°C下真空干燥产物24小时，得到黄色液体状的1-正丁基-1-甲基吡咯烷二(三氟甲基磺酰)酰亚胺（[C4mpyr][NTF2]）（15.89g，94%）[2]。

图三 1-正丁基-1-甲基吡咯烷二(三氟甲基磺酰)酰亚胺的合成2

参考文献

[1]Anna P .Newly designed flow reactor as an original method of synthesis of ionic liquids by ion-exchange reactions[J].Tetrahedron Letters,2021,86.

[2]Bahadori L ,Boyd R ,Warrington A , et al.Evaluation of ionic liquids as electrolytes for vanadium redox flow batteries[J].Journal of Molecular Liquids,2020,317