咪唑類離子液體合成及其應(yīng)用研究

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1、咪吱類裔子液體合成及其應(yīng)用研黑許建勛離子液體(ionicliquid)作為一種新型的有機溶劑,自從20世紀(jì)40年代以來，由于其特殊的性質(zhì)被化學(xué)家重視，取得了長足的發(fā)展?，F(xiàn)在離子液體已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到化學(xué)合成、化學(xué)分離和電化學(xué)等方面，并且得到了很好的結(jié)果。離子液體為化學(xué)提供了一個嶄新的反應(yīng)環(huán)境，具有良好的發(fā)展豹景。本文介紹了離子液體的一般性質(zhì)、制備方法與應(yīng)用方面的內(nèi)容。1.1定義和特點離子液體(ionicliquid)即在室溫或室溫附近溫度(-30-50*)下呈液態(tài)的完全由離子構(gòu)成的物質(zhì)，又稱室溫離子液休(r

2、oomtemperatureionicliquid)、室溫熔融鹽(roomtemperaturemoltensalts)、有機離子液體等。離子液體并不等同于電解質(zhì)溶液，在這種溶液中沒有電中性的分子,100%是陰離子和陽離子。離子液體與經(jīng)典熔鹽的區(qū)別在于■離子液體可以存在于溫度較低的情況下,這也大大地擴展了經(jīng)典熔鹽的應(yīng)用范圍。離子液體具有以下突出特性：(1)由于組成離子液體的陰、陽離子可以根據(jù)利用者的需要或具有某種特種性質(zhì)而設(shè)計，所以離子液體也被一些化學(xué)家稱為”設(shè)計者溶液”;⑵與傳統(tǒng)的有機溶劑相比，離子液體

3、具有蒸汽壓近似等于零，不揮發(fā)，不易燃易爆，不易氧化，在300兀以下能穩(wěn)定存在的特點，是一種理想的有機溶劑；⑶對許多無機鹽和有機物具有良好的溶解性，這就使一些反應(yīng)可以均相進行;(4)離子液體具有大于3V的電化學(xué)窗口，對于電化學(xué)具有獨特的作用和意義;(5)有些離子液體具有對空氣和水均穩(wěn)定，便于反應(yīng)操作處理和易于回收的優(yōu)點，這也為有機合成化學(xué)家提供了一個嶄新的反應(yīng)環(huán)境，可以避免大量易揮發(fā)有機溶劑使用所帶來的環(huán)境污染和對人的危害,是綠色的代替溶劑;⑹有的離子液體與一些有機溶劑不互溶，可以提供一個非水、極性可調(diào)的兩

4、相體系?在化學(xué)分離中可以作為一個水的非共溶極性相使用;⑺有些離子液體表現(xiàn)岀Lewis.Franldin酸性及超強酸性;(8)離子液體通常含有弱配合離子，所以具有高極化潛力而非配合能力。這些特點使離子液體在有機化學(xué)合成、有機化學(xué)催化、無機化學(xué)合成、電化學(xué)、綠色化學(xué)和分離過程尊領(lǐng)域顯示出良好的前景，也使離子液體受到了各國化學(xué)家的重視。2發(fā)膜歷史離子液體的歷史并不是很長.第一個離子液體[EtNEJNCM熔點為12弋，干燥時易爆炸)在1914年被發(fā)現(xiàn)(也有一些學(xué)者認(rèn)為第一個離子液體或者室溫熔鹽可以追溯到19世紀(jì)中

5、期，在傅克反應(yīng)中觀察到的”紅油“)，當(dāng)時這個發(fā)現(xiàn)并沒有受到重視。直到20世紀(jì)40年代英國科學(xué)家無意中將氯化烷基毗陀和無水三氯化鋁混合時制備一種高導(dǎo)電性的不揮發(fā)室溫離子液體后，對離子液體的合成及其應(yīng)用才開始進行廣泛研究。1963年M.LA.King在尋找LiCl/KCl熔鹽替代物時，開發(fā)了咪座類離子液體也進一步地開發(fā)了離子液體新的應(yīng)用局面。1991年M.Zaworotko在US.Air.Force.Academy制備出第一個耐水的離子液體，這也就使離子液體的使用范圍大大地擴展了。1.3髙子痕體的分類和命名離

6、子液體由陰離子和陽離子組成，種類繁多。通過改變陰離子/陽離子的不同組合可以獲得不同的離子液體。一般陽離子為有機組分，并根據(jù)陽離子的不同對離子液體進行分類。從文獻中常見的陽離子有：1,3-二烷基取代咪嗖離子、N-烷基取代毗唉離子、N-烷基取代異唾喺離子、8-烷基-1,8-二氮二環(huán)[5,4,0]-7-十一烯離子、N-烷基取代唾哇離子、N,N-二烷基取代氫化毗咯離子、季胺離子、季瞬離子、硫鹽離子9種。N-烷驀取代毗咤寓子+N”拳胺離子!?3-二烷驀取代哮哇離子秀UK子上圖的4種陽離于是9種陽離子研究較多的，其中

7、1,3-二烷基取代咪陛離子是近期的研究熱點，因為通過改變烷基鏈的長短或者添加烷基輕上的官能團可以使離子液體的一些性質(zhì)發(fā)生根本性的變化，這一點也正是突岀體現(xiàn)了離于液體被稱為”設(shè)計者溶液”的特點。1,3-二烷基取代咪徑離于類離子液體也是本文研究的重點。離子液體中的陰離子成分可以是無機離子，也可以是有機離子。文獻里常見的陰離子有:Cl?、Br?、I?、A12C17BF4-.PF6CH3COO-.CF3SO3-（簡寫為：TKT）、（CFaSO^NX簡寫為:TfzNJ'CRSO^（簡寫為:NfOJ、CjFyCO

8、O-.C^COO-^SbF6-、（CF^^C-、（CjF^^C-、（GFjSO^N-'AsFsrCBuHh（卡硼烷離子）、N0「等。離子液體的命名一般用簡寫形式描述，以1,3-二PF6-,1-乙基,烷基取代咪陞離子為例:3-甲基咪哇六氟硼酸鹽(1-ethyl-3-methylimi-dazoliumhexafluorophosphate)簡寫為[EMIM]*PF6'O2離子液體的合成和性質(zhì)2.1離子液體的合成1,3-二烷基取代