吡啶型离子液体的合成

吡啶型离子液体的合成
吡啶型离子液体的合成

吡啶型离子液体的合成

李舒衡孟洁秦海霞

(南京大学化学化工学院南京 210093)

摘要研究了吡啶型离子液体的合成方法,并对不同阴阳离子的组合的离子液体在室温下的状态以及性质进行了探索和研究

关键词离子液体吡啶合成性状

离子液体(ionic liquids)又称为室温离子液体(room temperature ionic liquid) 、室温熔融盐( room temperature molten salts) 、有机离子液体等,是指仅由离子组成在室温或低温下为液体的盐。

离子液体的特点是没有显著的蒸汽压:一方面它不会成为蒸气扩散到大气中去,是一种“绿色溶剂”,另一方面它可以有很宽的液态范围;除此之外,离子液体中的正负离子可以由有机离子和无机离子共同组成,所以对许多物质都有很好的溶解性且大多为非质子型,可以减少溶剂化和溶剂解的现象;良好的导电性、较好的热稳定性和化学稳定性使在如今,离子液体成为了热门的研究方向。早在1951年,就制成了将l-溴丁烷与吡啶反应生成的N-丁基吡啶溴代盐与无水三氯化铝混合的第一种离子液体[1]。

离子液体的主要作用是为化学反应提供了不同于传统分子溶剂,(例如水)的环境,可能改变反应机理使催化剂活性、稳定性更好,转化率、选择性更高;离子液体种类多,选择余地大,可以对有机离子进行调整和修饰;将催化剂溶于离子液体中,与离子液体一起循环利用,催化剂兼有均相催化效率高、多相催化易分离的优点;产物的分离可用倾析、萃取、蒸馏等方法,因离子液体无蒸气压,液相温度范围宽,使分离易于进行。

目前离子液体有很多重要工业应用价值的反应,如:F.C.反应[2,3],烯烃氢化[4],Beckman重排[5],Heck反应[6],氧化反应[7]等都在离子液体催化剂体系中取得了很好的结果。据文献报道离子液体还用于天然产物中多肽的萃取[8],核废料[9]的回收处理等。

一般来说,离子液体有阴离子和阳离子两个部分,阴离子的种类比较多,阳离子主要有以下四种:

烷基季铵离子:[NRxH1-x]+,例如[Bu3NMe]+;

烷基季膦离子:[PRx]+,例如[Ph3POc]+;

N-烷基取代吡啶离子,记为[RPy]+;

1,3-二烷基取代咪唑离子,或称为N,N 一二烷基取代咪唑离子,记为[RR’im]+。目前主要采取的离子液体的合成主要有直接合成法和两步合成法。

直接合成法即通过酸碱中和反应或季铵化反应一步合成,操作经济简便,没有副产物,产品以纯化。

当直接合成法难以得到目标离子液体的时候,就必须使用两步合成法;首先通过季铵化反应制备出含目标阳离子的卤盐;然后用目标阴离子置换出原阴离子或加入Lewis酸来得到目标离子液体。

本实验小组研究了吡啶型离子液体的合成方法,并对不同阴阳离子的组合的离子液体在室温下的状态以及性质进行了探索和研究,但由于时间、试剂和设备的限制,未能对制备的离子液体在有机反应中的应用进行检验,实为遗憾。

1 实验部分

1.1 试剂和仪器

试剂:吡啶 (A.R.),溴乙烷 (A.R.),溴代丁烷 (A.R.),溴代庚烷

(A.R.),溴代十二烷 (A.R.),四氟硼酸铵 (A.R.),六氟磷酸钾 (A.R.) 其它所用试剂为实验室常用试剂,均经过无水处理

仪器:主要有四口圆底烧瓶、球形冷凝管、直形冷凝管、减压蒸馏装置、电动搅拌器、水浴锅、傅立叶变换红外光谱仪和粉末压片机

1.2 合成方法

1.2.1两步合成法合成四氟硼酸N-乙基吡啶

具体实验步骤为[5]:分别量取一定量的吡啶79.1g和溴乙烷174.4g(两者的摩尔比为:1:1.6)混合于四口圆底烧瓶中,一定温度(实验中选取约65℃)的水浴中回流,并施以电力搅拌,反应5.5个小时后观察到有大量乳白色稠状固体生成,再加入NH4BF4(s),在丙酮相中加热搅拌回流大约6h,可见乳白色固体溶解,大量白色颗粒状固体生成,过滤,得白色固体1和红褐色液体1。

水浴蒸去红褐色液体1中的丙酮,减压蒸馏,有大量白色固体2生成(约占3/4

烧瓶体积),加热,白色固体2减少,液体变粘稠,冰水浴冷却1h,得到深褐色液体2和白色固体2(约占1/4体积)。

开放体系,砂芯漏斗过滤深褐色液体2,液体形成糖浆状,结晶成粘稠固体,晶型如右图:

补救措施:加入丙酮加热溶解,过滤,得褐色液体3和白色固体3。褐色液体水浴蒸去丙酮后,加热减压蒸馏蒸去余下的丙酮和水分,加入一定量的环己烷作为保护,冷却,成黑色晶体A。

黑色晶体A:加热到50℃晶型消失,55℃时明显液体。

久置约一个月后,观察,环己烷保护下目标离子液体形态没有变化,仍为黑色晶体。

1.2.2两步合成法合成六氟磷酸N-丁基吡啶

具体实验步骤为:量取24g吡啶和41.1g溴代丁烷混合于四口圆底烧瓶中,反应

5h(反应条件参照四氟硼酸N-乙基吡啶的制备)可见浅黄色液体,5.5h有乳黄色固体清晰可见。加入0.3molKPF6,丙酮相中反应6h,减压过滤得黄色液体5和白色固体5。

黄色液体5:减压抽去丙酮,有黄色针状固体B生成。

黄色针状固体B:针状,加热到80℃熔化,冷却后仍呈针状。

久置约一个月后,观察,变成黑色粘稠状物质,且体积变大,难以判断形态。

1.2.3两步合成法合成六氟磷酸N-十二烷基吡啶

具体实验步骤为:量取15.8g吡啶和49.8g溴代十二烷混合于四口圆底烧瓶中,反应时间和条件参照六氟磷酸N-丁基吡啶的制备,液体由浅黄到红棕,反应完成后,加入0.3molKPF6,得橙色悬浊液,过滤,得红棕色液体6和白色固体6。

红棕色液体水浴蒸去丙酮后,减压蒸馏,得红棕色液体C。

久置约一个月后,观察,目标离子液体形态没有变化。

1.2.4两步合成法合成六氟磷酸N-庚烷吡啶

具体实验步骤为:量取15.8g吡啶和35.8g溴代庚烷混合于四口圆底烧瓶中,反应时间和条件参照六氟磷酸N-丁基吡啶的制备,液体由浅黄到黄色,可见明显的油珠,加入3、0.3molKPF6,得黄色悬浊液,过滤,得棕黄色液体7和白色固体7。棕黄色液体7:水浴蒸去丙酮后,减压蒸馏,得棕黄色液体D。

久置约一个月后,观察,目标离子液体形态没有变化。

1.3红外光谱表征

红外光谱分析是在FT-IR光谱分析仪上进行,仪器分辨率为0.01cm-1,波数范围:4000~400cm-1。对于四份产品,我们发现在3000 cm-1附近有宽峰,这是吡啶环上C-H伸缩振动,而在1600 cm-1处的峰显示为吡啶基,1180 cm-1处是-C-N弯曲振动,800-550 cm-1三峰(s)对应的是吡啶C-H面外弯曲振动,-CH3、-CH2-的吸收峰在图中也十分明显。

1.4 溶解度试验

对所制备的4种目标离子液体分别进行了溶解度试验,结果列表如下:

表一溶解度试验

??? 该表可作为日后对离子液体进一步研究的参考资料。

2 结果与讨论

2.1四氟硼酸N-乙基吡啶室温下形态的讨论

当于开放体系过滤已蒸去丙酮的褐色液体2时,液体变粘稠至成糖浆状,最后成固体,可能的原因是:

1.吸水潮解;

2.体系中的白固体充当了晶种的作用,体系冷却后快速结晶;

但是从IR谱图中发现,有O-H吸收峰的存在,故吸水潮解的可能性较大。

在结晶后随即采取了补救措施,丙酮再溶解,水浴蒸去丙酮后,减压蒸馏蒸去含有的水分,环己烷保护后,目标离子液体四氟硼酸N-乙基吡啶呈黑色晶型并有固定熔点(50℃)。

至此可以得出结论,过滤时出现的糖浆状物质,很可能是目标离子液体吸水潮解的状态,即目标离子液体对水和空气不稳定。而最后环己烷中的结晶则是四氟硼酸N-乙基吡啶在室温下的形态,即四氟硼酸N-乙基吡啶是室温离子固体,熔点为323K。

2.2 对六氟磷酸N-丁基吡啶久置一个月后形态变化的讨论

制备的六氟磷酸N-丁基吡啶蒸去丙酮后,呈黄色针状晶体(m.p.80℃),生胶带封,久置约一个月后观察,晶体不复存在,呈黑色粘稠状,且体积变大。

由于该室温离子固体,熔点353K,未有用环己烷保护,使其与水和空气隔绝,对

比四氟硼酸N-乙基吡啶在室温下吸水潮解的形态(粘稠状糖浆),很可能是由于六氟磷酸N-丁基吡啶不稳定,与空气、水反应导致离子固体吸水潮解所致。

与离子液体A四氟硼酸N-乙基吡啶比较,同样是潮解,A的体积几乎不变,B的体积增大较多,可能的原因有:

1.B除了潮解外可能空气中的其他物质与它进行反应,比如CO2;

2.同时,由于A暴露在空气中的时间比较短,我们采取措施比较及时,故现象没有B明显。

2.3对实验中出现的白色固体的讨论

在实验中,分别得到了白色固体1、2、3、5、6、7种,现将它们分为两组:1、2和3, 5、6和7一组进行讨论。

第一组:怀疑为NH4Br或NH4BF4

现象:白色固体1溶于水,不溶于丙酮

IR图3100cm-1附近可见NH4+峰,1000cm-1有强峰,可能为Br-,也可能为BF4-。水溶液加入AgNO3溶液后,黄色沉淀,光照后变绿

灼烧后有碱性气体放出(pH=8~9)

结论:可能为NH4Br和NH4BF4的混合物。

对白色固体2、3重复上述步骤,结果相同,可以得出结论:白色固体2和3也可能为两者混合物。

它们的出现的原因是由于在丙酮相中Br-和BF4-进行离子交换的结果。而实验中当过滤去了白色固体1后又出现白色固体2的原因如下:可能是因为离子液体具有强极性,该固体在丙酮和目标离子液体的混合溶液中具有一定的溶解度。当减压蒸去丙酮和可能含有的少量的水分后,固体析出;再加热时,溶解度增大,固体又部分溶解,故出现实验步骤中描述的实验现象。

但是,两者的谱图有明显差别,原因可能是由于三者都是混合物,其中占主导地位的成分和含量不同所致;红外操作时使用的是KBr压片,Br-的吸收峰无法确定;同时缺乏无机物的IR谱操作经验,也有可能导致谱图的不精确。

第二组:怀疑为KBr或KPF6

现象:白色固体5溶于水,不溶于丙酮

水溶液加入AgNO3溶液后,黄色沉淀,光照后变绿

灼烧后有碱性气体放出(pH=8~9)

结论:可能为KBr 和KPF6的混合物。

对白色固体6、7重复上述步骤,结果相同,可以得出结论:白色固体5、6和7

是同一种物质KBr,是由于在第二步Br-和PF6-离子交换的必然结果。

2.4 对目标离子液体室温下性状的讨论

从实验结果可以看出,阳离子----吡啶上所连烃基的不同,以及阴离子的不同

----BF4-与PF6-,会对目标离子液体在室温下的形态造成不同的影响,现对其讨论如下:

实验结果列表如下:

表二目标离子液体在室温下形态

如表可知,B、C、D三种离子液体共有一种阴离子PF6-,不同的只有吡啶上所连的烷基部分,其中随着B、D、C,烷基链逐渐增长,分子量逐渐增大,有机阳离子的体积也逐渐增大,烷基的存在阻碍了阴阳离子间的静电作用,阻碍了阳离子周围的有效阴离子数,即有机阳离子和无机阴离子之间的静电作用力逐渐减小,故从性状可以观察到,在室温下由固态逐渐过渡到液态。

由此,产生疑问,当烷基足够长的时候,是否还会有离子液体形成呢?

2.5 对于离子液体做为催化剂的价值的讨论

由文献可知,离子液体的特点[15,16]是高的热稳定性和化学稳定性,容易制备且操作经济简便,与一般有机溶剂不同,实验室使用无毒性且无污染。而我们在实验中发现,对于吡啶类离子液体,只有在烷烃链较长时(C≥7),才表现为高的热稳定性和物理化学稳定性。除此之外,实验中采用的原料毒性较大,有一定污染,虽然离子液体为“绿色溶剂”,但制备过程不“绿色”。我们实验室另一组咪唑类的离子液体在催化F.C.反应时几乎没有效果。故与普通Lewis酸比较,似乎Lewis 酸更具优势。

3 结论

本实验实践了吡啶型离子液体的制备,并对室温下由于阴阳离子的不同组合而制备的目标离子液体的性状作了讨论,先总结如下:

一般来说,吡啶型离子液体在室温下较不稳定,易于空气和水起反应[14],且多有室温离子固体,即加油条件下才为离子液体。这样的话,为进一步在有机反应中的使用带来了限制。

同时我们也发现,当吡啶上所联烷基碳原子数目达到7以上,并且阴离子为较大的PF6-的时候,室温下为离子液体,并且较稳定,不与空气和水起反应。

综上所述,吡啶型离子液体随着烷基碳链的增长和阴离子的增大,性质变稳定,熔点降低,但是由于长碳链和大阴离子的来源和制备不易,故受到了较大的限制。

中)离子液体的合成及功能性离子液体的研发进展

来源:中国化工信息网 2008年6月5日

用酒石酸衍生物也能制得含醚链双咪唑盐11,室温下为固体。Bao等用L-(-)-乳酸乙酯合成了类似的单咪唑盐12。单咪唑盐的熔点比双咪唑盐低。

Armstrong等用(+)-或(-)-氯甲基薄荷醚与甲基咪唑反应,然后离子交换,以90%的收率制得了一种新型离子液体13,产物无需纯化。

Wan等用L-(-)-薄荷醇与氯乙酸反应得到的酯和烷基咪唑发生烷基化反应,所得离子液体与HPF6再进行阴离子交换后制得相应离子液体14。

Mikami等用价格低廉的(S)-乳酸乙酯为原料经过Tf2O和2,6-二甲基吡啶的处理,与甲基咪唑在二乙基醚中(-78℃)反应生成手性离子液体15,产率为

92%,此结果虽然令人满意,但是它的熔点较高(73℃)。与HPF6、LiNTf2、LiN(SO2C4F9)Tf以及LiN(SO2C4F9)2进行离子交换后得到了一系列室温离子液体16,产率为(73%-94%),玻璃态转化温度在50-58℃间,这些离子液体排除了对催化进程有影响的卤素离子。但是受羧基的影响,手性碳上的氢原子有很强的

酸性,故在弱碱条件于容易外消旋化。

Bao等报道了以天然氨基酸为前体经过四步反应合成离子液体。首先氨基酸、甲醛、乙二醛、氨在氢氧化钠溶液中缩聚形成含咪唑环羧酸钠,然后在酸性条件下与乙醇发生酯化反应,得到的酯用LiAlH4还原得到醇,接着以CH3CCl3为溶剂用溴乙烷烷基化后得到目标产物20。经过柱色谱纯化后,总产率大概为30%-33%,这种离子液体有良好的稳定性,180℃以下不分解,熔点较低,在5-16℃之间,它们与极性溶剂混溶,但与弱极性溶剂不相溶。

Ni等报道合成了一系列C(2)取代的手性离子液体,一般咪唑盐离子液体的C(2)氢具有一定酸性,在碱性条件下作溶剂会引发一些副反应,C(2)取代的手性离子液体能够尽量避免此类情况的发生。产品经过3步反应得到,2-氨基醇与1-甲基-2-吡啶甲醛在甲醇中反应生成的希夫碱用NaBH4室温还原后得到17(收率80%-92%),再用溴丁烷烷基化以77%-90%的收率制取了手性离子液体咪唑的溴盐18,最后与KBF4、KPP6、(CF3SO2)2NLi进行离子交换后得到目标产物19。其中六氟磷酸盐的收率能达到100%,(CP3SO2)2N盐的收率也在92%-98%

之间。

Gaumont等报道利用组氨酸的咪唑环制得了手性离子液体,这种离子液体把氨基酸的2个官能团都保留了下来。反应第一步组氨酸成脲环保护N原子,再与碘甲烷进行单取代烷基化反应,然后通过异丁醇打开脲环去除N原子保护,得到氨基被保护的甲基咪唑衍生物,接着用正溴丁烷烷基化,最后经过阴离子交换后制出相应离子液体21。其中六氟磷酸盐室温下为液体。

②手性铵盐CILs的合成

Kitazume用(S)-尼古丁合成了手性离子液体22,并申请了专利。产品经过2步反应得到,尼古丁先与溴乙烷反应制得铵盐,然后与(CF3SO2)2NLi进行

阴离子交换得到产品22。

Pernak等用(+)-或(-)-氯甲基薄荷醚与三级氨反应制得了一系列手性铵盐23。但是其中只有由三甲胺得到的氯盐熔点较低,为31-33℃。

Tao等用天然氨基酸直接与强酸在水相中反应生成铵盐,为合成功能性离子液体开辟了新途径。这是一个原子经济反应,原料按1:1比例投入,反应结束后把水蒸出后就得到纯的手性离子液体24。但是由于羧酸氢键的影响,致

使这类离子液体熔点偏高。

Wasserscheid等分别以(R)-2-氨基-1-丁醇和(-)-麻黄素为起始物合成了手性离子液体,反应为kg级,这是一个4步反应,首先进行Leuchart-Wallach 反应,然后用硫酸二甲酯烷基化,最后与LiNTf2发生离子交换制得目标离子液体25、26。(R)-2-氨基-1-丁醇得到的产物26粘度极低(η=0.115Pa,20℃),熔点仅有-18℃。麻黄素盐的熔点为54℃,不溶于水。它们的热力学稳定性也

很好,真空状态下150℃分解。

Vo-Thanh等以(1R,2S)-N-甲基麻黄素通过2步反应制得了麻黄素盐手性离子液体27,所得产品除R为C16H33和C4H9的六氟磷酸盐是固体,其它室温下

皆为液体。

Malhotra等报道了用α-松节烯合成了一种新型功能化离子液体28。

Tran等用手性离子液体(S)-或(R)-(-)-(3-氯-2-羟丙基)-三甲基铵([(S)-或(R)-CHTA][Cl],与LiTf2N进行阴离子交换得到了手性离子液体(S)-或(R)-CHTA+Tf2N-。这种手性离子液体室温下为液体,玻璃态转化温度为58.4℃。它的热稳定性很好,326℃仅仅分解1%,甚至在437-6时,也只损失一半质量。

③手性噻唑盐CILs的合成

Gaumont等以氨基醇为起始物合成了含噻唑环的离子液体,首先氨基醇与二硫代酯生成中间产物琉基氨,接着巯基氨在甲磺酰氯与三乙胺存在下环化生成噻唑衍生物,用碘代烷烷基化后,再与LiNTf2,HPF6或HBP4阴离子交换即可得到目标产物29,所得离子液体有良好的稳定性,它们的熔点随N-取代基以及阴离子不同而从0-137℃变化,其中只有NTf2盐室温下是液体(F g=-68℃)。

④手性噁唑盐CILs的合成

Wasserscheid在2001年报道了用(S)-缬氨酸甲酯为起始物合成手性嘌唑盐,反应共分4步:(S)-缬氨酸甲酯用NaBH4-H2SO2在THF中还原后制得了氨基醇;通过丙酸关环就得到了噁唑的衍生物;此衍生物被溴代烷烷基化后得到手性离子液体溴盐;与HPF6进行阴离子交换得到六氟磷酸盐30。溴盐熔点为63℃,六氟磷酸盐熔点为79℃,总收率为40%。酸性条件下噁唑盐的稳定性较差。

alhotra等用α-蒎烯合成了一种噁唑衍生物手性离子液体31。

⑤手性吡啶盐CILs的合成

Lauth等将由吡啶和1-氯-2,4-二硝基苯得到的Zincke盐与(R)-(+)-或(S)-(-)-苯乙胺反应制得手性离子液体咪唑氯盐32,32经过阴离子交换可制取其它类型的盐33。熔点高低由相应阴离子决定:氯盐>六氟磷酸盐>四氟硼酸盐>NTf2盐,NTf2盐常温下是液体。这些离子液体都有良好的热稳定性。

Laschat等用香茅醇用溴与三苯基磷处理后得到的溴代物与吡啶在45℃下反应4d可得到手性离子液体吡啶的溴盐34,产率98%。

吡啶并吡咯盐可由1,2-环氧环己烷为起始物制得,Fringuelli等用2-吡啶甲胺进攻1,2-环氧环己烷使其开环,然后依次进行氨基对甲基苯磺酰化,羟基甲磺酰化,最后用离子交换树脂把Oms-交换下来,在40℃下,于MeOH/H2O 中环化得到相应手性离子液体35,产率为80%。

Drahonovsky等以松香芹酮为原料得到了一种新的吡啶盐手性离子液体36。这种产品是一种非常粘的液体。其玻璃态转化温度低于0℃,CF3CO2盐160℃才分解,TOf盐的热稳定性更是达到了200℃。

Plaquevent等报道了一种具有轴手性的吡啶离子液体的合成。4-吡啶甲醛与2-亚甲基丙二醇在APTS存在下,以甲苯为溶剂回流过夜生成的缩醛,在CCl4中与Bt2反应,得到反式加成产物,此产物在HBr中异构化为它的顺式同分异构体,然后与过量的N,N-二甲基降麻黄素得到最终产物37,e.e.值和收率都

十分理想,其熔点低于-20℃。

(2)含手性阴离子的离子液体

1999年,Seddon首次报道了乳酸钠与[bmim][Cl]阴离子交换制得了具有手性的[Lmim][lactate](38),反应在丙酮中进行,生成的NaCl杂质过滤去除

即可。

Ohno等用19种氨基酸与[emim][OH]中和,制得了一系列手性离子液体39。产品为粘稠状液体。这些离子液体的玻璃态转变温度随氨基酸的取代烷基不同而变化,当取代基增长时,Tg会有所升高。另外取代基具有芳香性或含有羧酸

基团或氨基时,Tg则明显上升。

Dorta等用丁基甲基咪唑溴盐在CH2Cl2/H2O中分别与樟脑盐和(R)-1,1’-二萘磷酸盐进行离子交换也可制得相应的手性离子液体,室温下樟脑盐手性离子液体40为粘稠状液体,而(R)-1,1’-二萘磷酸盐手性离子液体41为白色

固体,熔点80℃。

2.1.2 手性离子液体的应用

(1)手性离子液体在不对称合成中作催化剂

2004年,Vo-Thanh等在苯甲醛和烯丙基甲酯的Baylis-Hillman反应中用(-)-N-甲基麻黄素衍生的手性离子液体作反应介质,催化剂路易斯碱DABCO溶于手性离子液体中反应7d后,e.e.值可达44%。Armstrong等报道了手性离于液体13、26不对称催化二苯二环[2.2.2]辛烯二酸,此反应在300nm紫外照射下进行。以26为反应介质时产物e.e.值可达11%。2003年,Brunner等报道了Pd催化的Heck反应中,手性离子液体(S)-1-甲基-3-(2-丁基)咪唑六氟磷酸盐用作溶剂兼卡宾配体,转化率虽不低,但e.e.值很低。Kitazume以Pseudomonas cepacia脂肪酶为介质,用手性离子液体尼古丁盐22作溶剂,手性催化不对称反应,反应可不加任何共溶剂在室温下进行,e.e.值较低。Bao 等将手性离子液体11的六氟磷酸盐和12用作丙二酸二乙酯与烯酮发生迈克尔加成反应的手性催化溶剂,甲苯作共溶剂效果比较理想,12的溴盐催化结果最

好(e.e.25%)。

(2)手性离子液体在聚合反应中作溶剂

Bideron等报道了以手性离子液体1-(1-乙氧羰基乙基)-3-甲基咪唑四氟硼酸盐[ecemim][BF4)为溶剂的丙烯酸甲酯原子转移自由基聚合反应(ATRP),在60℃下反应7d,聚合物产率为80%。Wan等合成了1-(-)-(艹孟)氧羰基亚甲基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐和1-(-)-(艹孟)氧羰基亚甲基-3-十六烷基咪唑六氟磷酸盐2种手性离子液体,并把它们在自由基聚合反应中作溶剂使用,多分散性要比以非手性离子液体作溶剂好得多,说明催化剂在手性离子液体中有更好

的溶解性。

(3)手性离子液体在气相色谱中的应用

最近Armstrong等在气相色谱中用麻黄素衍生物手性离子液体作固定相,在100℃用萘检测柱效,塔板数达到了2100/m。这种柱子对醇(包括二醇)、亚砜、环氧化合物、乙酰胺比较有效。实验证明这种柱子非常稳定,只有当温度超过140%时,才对一些物质失去手性拆分能力。

(4)手性离子液体在核磁共振(NMR)中作位移试剂

2002年,Saigo等报道了具有平面手性的咪唑阳离子与手性阴离子((1S)-(+)-樟脑磺酸阴离子)存在非对映异构作用1HNMR谱图,可以看到C(5)-H 有2个不同的信号峰。改用醚链代替烷基链修饰后的平面手性咪唑阳离子,与光学纯的铕化合物作用,峰的裂分要更大一些,这是醚链上的氧原子与铕盐相互作用的结果。Wassercheid等研究了以CH2Cl2为溶剂麻黄素盐手性离子液体浓度对裂分峰的影响,结果发现能得到合理裂分峰的最小浓度为0.3mol/L。当加入少量水后,裂分能达到10Hz。Gaumont等对手性噻唑盐与消旋Mosher银盐之间的非对映异构作用进行了研究,发现裂分的峰距取决于手性离子液体的浓度。Guillemin等也在这方面作了一些工作。他们以丙酮为溶剂探讨了手性离子液体5与Mosher钾盐之间的非对映异构作用。

(5)手性离子液体在近红外光谱(NIR)中的应用

最近,Tran等利用手性离子液体的溶剂功能和它的手性识别能力,分析药

物对映异构体的组成。他们将10份组成不同的阿替洛尔对映异构体溶于(S)-CHTA+Tf2N-中(各为60mmol/L),进行NIR测定后,发现样品的NIR谱图各不相同,这说明(S)-CHTA+Tf2N-对阿替洛尔具有手性识别能力,下一步用PLM 正交就可以计算出对映异构体的组成比例。此方法对布洛芬、心得安、丙氨酸、苯丙氨酸亦有效,且灵敏度很高(e.e.值可以低至0.60%)。

(6)手性离子液体作液晶材料

离子液晶材料与传统液晶材料相比,最大特点是具有离子电导性,离子作用还能够稳定层状中间相,它的中间相状态也与传统材料有很大不同。离子液晶已作为离子导电材料、有机反应媒介、功能性纳米材料得到应用。不久前,Gaumont等合成了具有液晶性质的轴手性咪唑盐离子液体38,合成的手性离子液体大部分都具有比较理想的性质:玻璃态转化温度低,热力学稳定性可达到150%,在很宽的温度范围内呈液晶状态。Laschat等对具有内消旋性质的香茅基咪唑1和香茅基吡啶盐35的存在相态进行了研究。

对手性离子液体的研究,集中在新的手性离子液体的合成以及它们在有机合成和分析分离中的应用。今后工作,首要是合成不同结构、携带不同官能团的手性离子液体,以希望它们具有更好的手性识别和手性转移功能来更好地为不对称合成反应服务。其次,开发新型手性材料,应用于离子液晶领域以及作为手性试剂、手性固定相用于手性化合物的分析和分离上。另外,还要深入研究手性离子液体本身的结构和物理化学性能之间的关系,有了好的理论作指导,把手性离子液体应用于现实生活中才能得心应手。可以说,随着对手性离子液体研究的深入,更多的具有不同功能的手性离子液体将会开发出来,同时在不对称合成、手性化合物的分析与分离以及液晶等材料领域中,它们也将会得到广泛应用。

离子液体

1.2.4离子液体的合成 (1)直接合成法 通过酸碱中和反应或季铵化反应一步合成离子液体,操作经济简便,没有副产物,产品易纯化。硝基乙胺离子液体可以由乙胺的水溶液与硝酸中和一步合成。 通过季铵化反应也可以一步制备出多种离子液体,如1-丁基-3-甲基咪唑盐[Bmim][CF3SO3],[Bmim]Cl等[11]。 (2)两步合成法 如果直接法难以得到目标离子液体,就必须使用两步合成法。 首先,通过季铵化反应制备出含目标阳离子的卤盐([阳离子]X型离子液体);然后用目标阴离子Y—置换出X—离子或加入Lewis酸MX y来得到目标离子液体。 应特别注意的是,在用目标阴离子Y—交换X—阴离子的过程中,必须尽可能地使反应进行完全,确保没有X—阴离子留在目标离子液体中,因为离子液体的纯度对于其应用和物理化学特性的表征至关重要。高纯度二元离子液体的合成通常是在离子交换器中利用离子交换树脂通过阴离子交换来制备[12]。另外,直接将Lewis酸MX y与卤盐结合,可制备[阳离子][M n X ny+1]型离子液体,如氯铝酸盐离子液体的制备就是利用这个方法[13]。 (3)微波辅助合成法 一般离子液体均在有机溶剂中加热回流制备,反应时间数小时至数十小时不等。而在微波作用下无需有机溶剂,且反应速度快、产率高,产品纯度好。微波是一种强电磁波,在微波照射下能产生热力学方法得不到的高能态原子、分子和离子,可以迅速增加反应体系中自由基或碳正离子的浓度,从能量角度分析,只要能瞬间提高反应物分子的能量,使体系中活化分子增加,就有可能增加反应速率,缩短反应时间。超声波能减小液体中悬浮粒子的尺寸,提高异相反应速率。但微波功率宜采用中低档功率较合适,若采用微波加水浴的方法效果相对较好些。 (4)超声波辅助合成法 超声波能减小液体中悬浮粒子的尺寸,提高异相反应速率。Welton等[14]采用超声波作为能量源,在密闭体系非溶剂条件下合成离子液体。他们发现卤代物

离子液体中含卤的无机化合物的合成及其结构表征[设计+开题+综述]

开题报告 应用化学 离子液体中含卤的无机化合物的合成及其结构表征 一、选题背景 (一)离子液体 1.离子液体简介 所谓离子液体(室温离子液体),是指在室温或接近常温时呈液态,由有机阳离子与无机或有机阴离子组成的盐。又称低温熔盐、室温熔盐[1]。 2.离子液体的应用 离子液体首先被用在有机合成中。离子液体在分离分析科学中的重要性与日俱增。离子液体在电化学方面也有着潜在的应用。 离子液体在催化领域中的应用正越来越多地引起人们的关注。在化学生产和化学研究中,绝大部分催化反应都是在溶剂中进行的。离子液体具有与传统介质截然不同的物化性质,有着可以忽略的蒸气压,是一类新型的绿色催化剂体系和反应介质。许多催化反应都可以在离子液体中或者在离子液体的催化下进行,而且通过选择合适的离子液体可以获得较普通有机溶剂更高的反应速率、更好的选择性等。 3. 离子液体的发展前景 近年来,对离子液体的研究日趋活跃,西方国家政府等有关企业均投入大量资金支持离子液体的研究。同时,离子液体也从绿色化学化工与催化领域迅速扩展到功能材料、电光与光电材料、太阳能储存、生命科学等领域。 (二)非线性光学晶体材料 1.非线性光学晶体材料概况 当光波在非线性介质中传播时,会产生非线性电极化效应,导致光波之间的非线性作用,高强度的激光所导致的光波之间的非线性作用更为显著。这种与光强有关的光学效应,称之为非线性光学效应[2]。 1961年Franken首次将红宝石(Cr3+∶ Al 2O 3 )晶体所产生的激光束射入到 石英晶体中,实验过程中发现两束出射光,一束是原入射的红宝石激光,其波长

是694.3 nm;而另一束是新产生的紫外光,其波长是347.2 nm,频率恰好是红宝石激光频率的两倍,从而确定了它是入射光的二次谐波,这就是国际上首次发现的激光倍频效应实验。从此以后,便开辟了非线性光学及材料发展的新纪元[2]。 优良的非线性光学晶体应具有如下性质[3]: 1)晶体的非线性光学系数要大; 2)能实现相位匹配; 3)透光波段要宽; 4)晶体的激光损伤阈值要大; 5)物化性能稳定、硬度大、不潮解,温度变化带来的影响也要小; 6)可获得光学均匀的大尺寸晶体; 7)晶体的激光转换效率要高。 经过半个世纪的努力,非线性光学晶体材料的发展取得了巨大的进步,从无机非线性晶体材料到金属有机杂化非线性晶体材料。中国的科技工作者在非线性光学晶体材料的研究中也取得了国际公认的优异成绩,研制出了一批性能优良的 、等[4-6]晶体,并且已经大批量的投入非线性光学晶体材料,如BBO、LBO、BaTiO 3 生产,KDP类晶体的研究也已经达到国际先进水平,极大的提高了中国科技在国际高技术了领域的地位。 2.无机非线性光学晶体材料 非线性光学晶体材料可以分为无机非线性晶体材料,有机非线性晶体材料,半有机非线性晶体材料。到目前为止,所使用的非线性光学晶体几乎全是无机晶体。过去几十年,人们对无机非线性光学晶体在理论和应用方面已经进行了深入的研究,随着激光科学与技术的不断发展,无机非线性光学晶体材料起着越来越重要的作用。 无机非线性光学晶体按其透光波段范围来划分,可以分为以下三类: 1)从可见光到红外波段的非线性光学晶体 在可见光到红外波段内,人们对非线性光学晶体的研究得最多,其中KTiOPO4(简称KTP晶体)号称频率转换的“全能冠军”材料[7],它具有倍频系数大,透过波段宽,损伤阈值高,转换效率高,化学稳定性好等优点。 2)紫外波段的非线性光学晶体

离子液体的合成应用

离子液体的合成应用 摘要离子液体是在室温或室温附近温度下为液态且完全由离子构成的新型溶剂,本身具有超低的蒸气压,也被称为绿色溶剂。选择不同的阴离子和阳离子可以改变离子液体的酸性、水溶性、熔点、热稳定性等物理化学性能。本文简要介绍了室温离子液体的特性,制备方法,详细介绍了离子液体在有机反应,电化学和无机纳米材料方面的应用。 关键词室温离子液体; 特性; 合成; 有机反应; 电化学; 无机纳米材料 1 离子液体的特性 离子液体具有以下突出特性:(1)离子液体的阴、阳离子可以根据利用者的需要或设计;(2)离子液体具有蒸汽压近似等于零,不挥发,不易燃易爆,不易氧化,在300℃以下能稳定存在; (3)能够溶解许多无机盐和有机物; (4)离子液体的电化学窗口大于3V; (5)有的离子液体与一些有机溶剂不互溶,可以提供一个非水、极性可调的两相体系,在

化学分离中可以作为一个水的非共溶极性相使用; (6)有些离子液体表现出Lewis、Franklin酸性及超强酸性; (7)离子液体通常含有弱配合离子,所以具有高极化潜力而非配合能力。 2 离子液体的制备方法 离子液体种类繁多,改变阳离子/阴离子的不同组合,可以设计合成出不同的离子液体。离子液体合成大体上有两种基本方法:直接合成法和两步合成法。 2.1 直接合成法 通过酸碱中和反应或季铵化反应一步合成离子液体,操作经济简便,没有副产物,产品易纯化。如氯化1一丁基一3一甲基咪唑和氯化N一丁基吡啶的合成就是采用此方法。 2.2 两步合成法 首先通过季铵化反应制备出含目标阳离子的卤盐[(阳离子)X型离子液体) ]; 然后用目标阴离子Y一置换出X-离子或加入Lewis 酸MXy来得到目标离子液体。其中,使用金属盐一Y(常用的是AgY或NH 4Y)时,产生AgX沉淀或NH3、HX气体而容易除去;加入强质子酸HY,反应要求在低温搅拌条件下进行,然后多次水洗至中性,用有机溶剂提取离子液体,最后真空除去有机溶剂得到纯净的离子液体。 2.3 微波合成法 为了缩短合成时间,提高产率,还可采用微波法制备离子液体。如氯代N,N’一二烷基吡啶盐的合成,具体过程为:将1一甲基咪唑和1一氯丁烷放置于微波炉中,功率300W,2min内温度达到150℃,在这个温度下继续反应22min,得到的粘稠的液体,经冷却后为白色固体,用乙酸乙酯洗两次,过滤,真空干燥,产率91%。 3 离子液体的应用 3.1 在有机反应中的应用

离子液体及其应用知识分享

离子液体及其应用

离子液体及其应用 离子液体是指在室温或接近室温下呈现液态的、完全由阴阳离子所组成的盐,也称为低温熔融盐。可制成离子液体/聚合物电解质,作为双电层器和电池的电解质。如高温下的KCI, KOH呈液体状态,此时它们就是离子液体。在室温或室温附近温度下呈液态的由离子构成的物质,称为室温离子液体、室温熔融盐、有机离子液体等,目前尚无统一的名称,但倾向于简称离子液体。在离子化合物中,阴阳离子之间的作用力为库仑力,其大小与阴阳离子的电荷数量及半径有关,离子半径越大,它们之间的作用力越小,这种离子化合物的熔点就越低。某些离子化合物的阴阳离子体积很大,结构松散,导致它们之间的作用力较低,以至于熔点接近室温。 离子液体种类繁多,改变阳离子、阴离子的不同组合,可以设计合成出不同的离子液体。离子液体的合成大体上有两种基本方法:直接合成法和两步合成法。直接合成法是指通过酸碱中和反应或季胺化反应等一步合成离子液体,操作经济简便,没有副产物,产品易纯化。直接法难以得到目标离子液体,必须使用两步合成法。两步法制备离子液体的应用很多。常用的四氟硼酸盐和六氟磷酸盐类离子液体的制备通常采用两步法。首先,通过季胺化反应制备出含目标阳离子的卤盐;然后用目标阴离子置换出卤素离子或加入Lewis酸来得到目标离子液体。在第二步反应中,使用金属盐MY(常用的是AgY),HY或NH4Y时,产生Ag盐沉淀或胺盐、HX气体容易被除去,加入强质子酸HY,反应要求在低温搅拌条件下进行,然后多次水洗至中性,用有机溶剂提取离子液体,最后真空除去有机溶剂得到纯净的离子液体。 近年来,离子液体作为一类新型的绿色介质,引起全球学术界和工业界的高度重视。离子液体的特点也越来越多的为大家所熟知。不挥发、不可燃、导电性强、室温下离子液体的粘度很大(通常比传统的有机溶剂高1~3个数量级,离子液体内部的范德华力与氢键的相互作用决定其粘度。)、热容大、

离子液体概述及其应用要点

离子液体概述及其应用 前言:离子液体是仅由阴阳两种离子组成的有机液体,也称之为低温下的熔盐。离子液体具有低蒸汽压,良好的离子导电导热性,液体状态温度范围广和可设计性等优点。离子液体所具备的这些其他液体无法比拟的性质,给大部分传统化工反应提供了新的思路,特别是在绿色化学设计中的应用。本文首先阐述了离子液体的基础知识,而后着重讨论了离子液体在催化及有机合成领域,摩擦领域,生物医药领域中的应用。 主题: 一 离子液体概述 1.1离子液体的发展及性质 20世纪时“离子液体”(IL )仅仅是表示熔融盐或溶盐的一个术语,比如高温盐。现在,术语IL 大部分广泛的用在表示在液态或接近室温条件下存在的熔盐。早在1914年,Walden [1]合成出乙基硝酸铵,熔点为12℃,但当时这一发现并未引起关注。20世纪40年代,Hurley 等人报道了第一个氯铝酸盐离子液体系AlCl3-[EPy]Br 。此后对这一氯铝酸盐离子液体系进行了不断的扩充,包括各种基团修饰,如N-烷基吡啶,1,3-二烷基咪唑等,另外研究了此类离子液体系在电化学,有机合成以及催化领域的应用并有很好的效果[2]。但是由于此类离子液体共同的缺点就是遇水反应生成腐蚀性的HCl ,对水和空气敏感,从而限制了他们的应用。所以直到1992年,Wilkes [3]领导的小组合成了一系列由咪唑阳离子与-4BF ,-6PF 阴离子构成的对水和空气

都很稳定的离子液体。此后在全世界范围内形成了研究离子液体的热潮。这是由于ILs 存在很多优异而特殊的性质。(1)液体状态温度范围广,300℃;(2)蒸汽压低,不易挥发;(3)对有机物,无机物都有很好的溶解性,是许多化学反应能够在均相中完成;(4)密度大,与许多溶剂不溶,当用另一溶剂萃取产物时,通过重力作用,可实现溶剂与产物的分离;(5)较大的可调控性;(6)作为电解质具有较大的电化学窗口,良好的导电性,热稳定性。这些特殊的物理化学性质可以产生许多新应用,同时也会提高现有的科技水平。到目前为止,已经合成并报道了大量的ILs ,图1显示了典型的阳离子结构,阴离子结构和侧基链[4]。我们可以通过选择合适的离子组成从而实现ILs 物理化学性质的设计。比如说咪唑阳离子(1-丁基-3-甲基咪唑阳离子)和-4BF 或-4AlCl 组合,生成的离子液体是亲水性的,而同样的阳离子和 -6PF 或-2NTf 产生的是强憎水性的离子液体。 目前研究较多的是咪唑阳离子和吡啶阳离子与含氟阴离子构成的离子液体。

第十二章二氢吡啶类钙拮抗剂的分析

第十二章 二氢吡啶类钙拮抗剂的分析 二氢吡啶类钙拮抗剂(Dihydropyridine calcium antagonists, DHPs )是20世纪60年代后期研究开发的一类新型药物,是目前临床上特异性较高,作用较强的一类钙拮抗剂。自从1974年第一个二氢吡啶类钙离子拮抗剂硝苯地平上市以来,目前上市的已有30余种,其中临床上常用的有硝苯地平、尼卡地平、尼鲁地平、尼群地平、尼索地平、尼莫地平、非洛地平、氨氯地平和依拉地平等。硝苯地平为第一代钙拮抗剂的代表,具有强烈的血管扩张作用,临床上适用于预防和治疗冠心病、心绞痛,还适用于各种类型的高血压,对顽固性、重度高血压也有较好的疗效。而第二代钙拮抗剂的冠脉扩张作用更强大,作用维持时间长,如尼卡地平适用于各种缺血性脑血管疾病、风湿性心脏病及各类型心绞痛,并用于高血压的治疗;氨氯地平起效较慢,但作用维持时间长,适用于心绞痛,也是理想的抗高血压药物;尼索地平适用于治疗心衰和高血压危象,作用迅速。其他的如尼莫地平、尼鲁地平、尼群地平、非洛地平、依拉地平等也都属于第二代钙二氢吡啶类拮抗剂。二氢吡啶类拮抗剂发展到现在,已经出现了第三代药物,包括马尼地平、拉西地平、贝尼地平和巴西地平等,它们的作用更强,毒副反应更小。本章以硝苯地平、尼群地平、尼莫地平、尼索地平、氨氯地平为例,介绍这类药物的结构、理化性质、体内过程和测定方法。 第一节 代表药物 一、结构 二氢吡啶类钙拮抗剂分子结构中的共同特征是均含有苯基-1, 4-二氢吡啶的母核,其基本骨架如下: N H R 5 R 4 COOR 2R 1 C H 3R 3OOC H 由于R 1、R 2、R 3、R 4和R 5各取代基团的不同,则形成了一系列不同结构的二氢

离子液体的制备

一.3.1 咪唑类离子液体的制备(制备氧化锆) 3.1.1 溴化1-辛基-3-甲基咪唑([C8mim]Br)的合成及纯化 这种离子液体的合成反应可表示为: C8H17Br + C4H6N2 → [C8mim]Br 实验步骤:在圆底烧瓶中加入100 g新蒸馏的N-甲基咪唑和300 mL三氯乙烷,在强烈搅拌下,在60℃滴加236 g新蒸馏的正溴辛烷,滴加时间超过2 h,滴加完毕后在83℃下回流约3 h,反应现象是先浑浊后变为橙黄色粘稠的液体,经分液漏斗分离出离子液体, 并用三氯乙烷洗涤数次后, 在65℃真空干燥48 h除去残余的溶剂和水,即可得到最终产品。 3.1.2 1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([C8mim][BF4])的合成及纯化 该离子液体的制备反应可表示为: [C8mim]Br + NaBF4 → [C8mim][BF4] + NaBr 实验步骤:将160.6 gNaBF4溶于550 mL水中,再加入202.6 g[C8mim]Br,搅拌48 h,而后用二氯甲烷萃取,有机层多次用水洗涤,直到在被除去的水相中滴加AgNO3溶液没有黄色沉淀出现为止。先蒸去二氯甲烷溶剂,再在65℃真空干燥48 h用以除去残余的溶剂和水。 3.1.3 溴化1-十二烷基-3-甲基咪唑([C12mim]Br)的合成及纯化 该离子液体的制备反应可表示为: C12H 25Br + C4H6N2 → [C12mim]Br 实验步骤:在圆底烧瓶中,加入75 g新蒸馏的N-甲基咪唑和250 mL三氯乙烷,在强烈搅拌下,在60℃滴加250 mL新蒸馏的正溴十二烷,滴加时间超过2 h,滴加完毕后在83℃再回流3 h,反应现象是先浑浊后变为橙黄色粘稠的液体。然后蒸出溶剂三氯乙烷,得到此离子液体极其粘稠,[C12mim]Br在65℃真空干燥48 h用以除去残余的溶剂和水。 3.1.4 十二烷基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([C12mim][BF4])的合成及纯化 该离子液体的制备反应可表示为: [C12mim]Br + NaBF4 → [C12mim][BF4] + NaBr 实验步骤:将142 gNaBF4溶于600 mL水中,再加入215 g[C12mim]Br,接着搅拌48 h,而后用二氯甲烷萃取,有机层多次用水洗涤,直到在被除去的水相

离子液体(综述)

离子液体的现状、应用及其前景 姓名:丁文章专业:轻工技术与工程学号:6140206024摘要:离子液体因为具有如蒸汽压低,电化学窗口宽,物质溶解性好,稳定诸多优点而被极多的化学工作者关注.本文就离子液里的研究进展.离子液体的类型及应用,离子液体的毒性等几个方面做出详细的阐述,并对离子液体的前景做出了初步的预测. 关键词:离子液体;离子液体的类型;应用;毒性; Abstract:Ionic liquid has the following advantages, wide electrochemical window, steam down material good solubility ,This paper is about of the research progress in the ionic liquid, the types and application of ionic liquids and the toxicity of ionic liquid, and made a preliminary forecast to the prospect of the ionic liquid. Keyword:Ionic liquid;the types of Ionic liquid; application of ionic liquids; toxicity of ionic liquid; 1引言 离子液体[1]是指全部由有机阳离子和无机或有机阴离子构成的液体,如高温下的KCI,KOH呈液体状态,此时它们就是离子液体,在室温或室温附近温度下呈液态的由离子构成的物质,称为室温离子液体. 离子液体的历史可以追溯到1914年,当时Walden报道了(EtNH2)+HNO3-的合成(熔点12℃) .这种物质由浓硝酸和乙胺反应制得,但是,由于其在空气中很不稳定而极易发生爆炸,它的发现在当时并没有引起人们的兴趣,这是最早的离子液体.1951年F.H.Hurley和T.P. Wiler首次合成了在环境温度下是液体状态的离子液体.他们选择的阳离子是N-乙基吡啶,合成出的离子液体是溴化正乙基吡啶和氯化铝的混合物(氯化铝和溴化乙基吡啶摩尔比为1:2) .但这种离子液体的液体温度范围还是相对比较狭窄的,而且,氯化铝离子液体遇水会放出氯化氢,对皮肤有刺激作用.直到1976年,美国Colorado州立大学的Robert利用AICl3/[N-EtPy]Cl作电解液,进行有机电化学研究时,发现这种室温离子液体是很好的电解液,能和有机物混溶,不含质子,电化学窗口较宽.1992年Wilkes以1-甲基-3-乙基咪唑为阳离子合成出氯化1-甲基-3-乙基咪唑,在摩尔分数为50%的AICl3存在下,其熔点达到了8℃.在这以后,离子液体的应用研究才真正得到广泛的开展. 与传统的有机溶剂相比,离子液体具有如下特点[2]:(1) 液体状态温度范围宽,从低于或接近室温到300℃, 且具有良好的物理和化学稳定性;(2)无色、无臭, 不挥发, 几乎没有蒸气压.(3) 蒸汽压低,不易挥发,消除了VOC(Volatile Organic Compounds)环境污染问题;(4) 对大量的无机和有机物质都表现出良好的溶解能力, 且具有溶剂和催化剂的双重功能,可作为许多化学反应溶剂或催化活性载体;(5) 具有较大的极性可调控性, 粘度低, 密度大, 可以形成二相或多相体系, 适合作分离溶剂或构成反应

以离子液体为结构导向剂合成有序超微孔二氧化硅(论文)

V01.29 2008年3月 高等学校化学学报 CHEMICALJOURNALOFCHINESEUNIVERSnlES No.3 465—467 [研究快报] 以离子液体为结构导向剂合成 有序超微孔二氧化硅 李尚禹2,王润伟2,万利丰2,屈学俭2,张涛2,张宗搜1,裘式纶1’2 (1.吉林大学先进技术研究院,2.化学学院,长春130012) 关键词孔材料;离子液体;超微孔二氧化硅;溶胶凝胶制备;微结构 中图分类号0614文献标识码A文章编号0251-0790(2008)03-0465-03 超微孔结构材料的孔径(1—2nm)介于微孔和介孔孔径之间,既摆脱了微孑L沸石材料孔径尺寸小的束缚(对于尺寸较大分子的形状选择性吸附和催化具有潜在应用),又弥补了介孔材料难以实现尺寸选择性催化的不足(主要是由于大多数催化反应的反应物和产物分子的尺寸要比介孔的孑L径小¨。1所致).目前已报道了多种制备具有超微孔结构材料的方法,Zhang等H1报道了利用聚氧乙烯烷基胺为表面活性剂来合成具有有序的小孔道的介孔二氧化硅.Zhou等∞1利用离子液体为模板通过反复制技术合成了具有高度有序的超微孔的层状二氧化硅材料.离子液体是一种有机盐,有较低的熔点、较宽范围的液相线温度以及较低的蒸气压【6】,具有作为合成无机材料新反应介质的潜质,在合成微孔材料[_刀和介孔材料M’8,9o等方面起到了很重要的作用. 本文在酸性条件下,以1.十六烷基-3一甲基溴化咪唑为表面活性剂合成了具有有序超微孔结构的二氧化硅材料,所合成的材料具有较高的比表面积和二维六方有序的孔结构,样品的孔径尺寸为1.8nm. 1实验部分 1.1试剂与仪器1一十六烷基-3..甲基溴化咪唑(C16MIB,A.R.级,Aldrich);正硅酸乙酯(TEOS,A.R.级,北京化工厂);盐酸(A.R.级,天津化学试剂二厂);水为去离子水. 样品的XRD粉末衍射数据在SiemensD5005型x射线衍射仪[CuKa,40kV,35mA,0.2。/min(2p)]上收集;比表面积和孔径的数据在ASAP2010M型自动比表面积及孔隙分析仪上进行采集,样品的电镜照片用日本电子3010透射电镜采集. 1.2实验过程在酸性条件下,以C。。MIB为表面活性剂进行合成哺J.合成方法如下:在搅拌条件下,将2.0gC16MIB溶解于10g水和40g2mol/L盐酸 溶液中,然后加入4.3mLTEOS,在40℃下搅拌 12h后,将混合物转入内衬聚四氟乙烯的反应釜 中,在80℃陈化24h.将产物抽滤,清洗,于室温 干燥后,以1.2oC/min的升温速度从室温加热至 600℃,并在600℃保持6h. 2结果与讨论 2.1粉末XRD分析图1是煅烧前后样品的x射线粉末衍射图.从图1中可以看到3个衍射峰,分别归属为(100),(110)和(200)衍射峰,d值分别 46810 2叭。) Fig.1XRDpatternsofsub?mesostrueturedsilicasbe?forecalcination(A)andaftercalcination(B) 收稿El期:2007-10—18。 基金项目:吉林省杰出青年基金(批准号:20050109)和国家自然科学基金(批准号:20741001)资助联系人简介:张宗搜,男,教授,主要从事无机合成化学研究.E-mail:rwwang@mail.jlu.edu.ca

离子液体在药物研究中的应用

离子液体在药物研究中的应用 发表时间:2019-11-26T14:40:50.783Z 来源:《中国西部科技》2019年第21期作者:谭俊荣 [导读] 随着社会与经济的发展,生活水平的提高,离子液体因其高度可调性而具备优良的物理化学性质和独特的生物活性,已不再局限于作为溶剂的传统应用。随着对其毒性与生物相容性的深入了解,由于阴阳离子组合的多样性与可设计性,离子液体已经能够弥补市售药物在溶解度、生物利用度和药物输送等方面的不足,在药物开发中潜力巨大。本文通过对离子液体在药物合成、输送作用,以及作为药物活性成分和剂型改良方面的研究与应用进行阐述,并对 谭俊荣 广州康瑞泰药业有限公司 摘要:随着社会与经济的发展,生活水平的提高,离子液体因其高度可调性而具备优良的物理化学性质和独特的生物活性,已不再局限于作为溶剂的传统应用。随着对其毒性与生物相容性的深入了解,由于阴阳离子组合的多样性与可设计性,离子液体已经能够弥补市售药物在溶解度、生物利用度和药物输送等方面的不足,在药物开发中潜力巨大。本文通过对离子液体在药物合成、输送作用,以及作为药物活性成分和剂型改良方面的研究与应用进行阐述,并对离子液体药物的未来发展作出展望。 关键词:离子液体;药物研究;应用 引言 离子液体是完全由阴阳离子组成的室温下为液体的盐,因其强大的空间位阻使得室温下阴、阳离子可以自由振动、转动甚至平动,使整个有序的晶体结构遭到破坏,导致其在室温下呈现出液态的性质。但是,整体上静电场仍占优势,阴阳离子之间存在较强的相互作用,使得离子液体与易挥发易燃的分子型液体如苯、乙醚等有机液体相比几乎无蒸汽压。由于离子液体特殊的结构,使其具有蒸气压低、黏度范围宽、导电性好、溶解能力强及热稳定性高等优点,已被广泛应用于电化学、有机合成、催化工程等领域。Hough等将离子液体分为三代,第一代离子液体主要应用其物理性质,制备功能性溶剂;第二代离子液体应用其化学性质,获得具有独特物理化学性质的功能性材料;第三代离子液体应用其生物活性,制备具有特殊生物活性的目标产物。离子液体具有一定的可设计性,可以通过改变阴阳离子对调节其物理或化学性质。许多常见离子液体的结构或组分和活性药物成分相似,因此已有部分学者对离子液体在药物合成、多功能活性药物及药物传递等方面进行了深入的研究。 1离子液体在药物研究的概述 离子液体(ionicliquids,ILs)由大体积有机阳离子与无机或有机阴离子组成,熔点低于100℃,是在室温或室温附近温度下呈液态的盐,故又称为室温离子液体(roomtemperatureionicliquids,RTILs),其阴阳离子体积很大且高度不对称,强大的空间位阻使室温下的阴阳离子自由振动、转动甚至平动,导致整个有序晶体结构被破坏而表现出液态的性质。ILs最主要的特点就是"可调性",即通过选择不同阴阳离子而具有不同的生物活性或独特的理化性质。ILs发展如下:第一代ILs主要根据其独特的物理性质,如可忽略的蒸气压、高(热、化学)稳定性和低挥发性等用作"绿色"溶剂;第二代ILs主要根据其可调节的理化性质,对于给定的阴离子或阳离子,合理选择相应的反荷离子制备"功能化"ILs,如高能材料、润滑剂和金属离子络合剂等;第三代和最近的ILs主要根据其可调的理化性质并使用低毒性和生物相容性的离子组合,形成具有生物活性的ILs,甚至可以作为APIs,合成特效离子液体,即API-ILs。 2离子液体在药物研究中的应用 2.1利用ILs从天然产物中提取 APIs天然产物一直是新药研发的重要源泉,但在天然产物中提取药物有效成分时需要大量使用VOCs,导致溶剂残留而污染药品,甚至对环境也会造成一定的破坏。研究表明,ILs作为药物提取的溶剂能够较好地克服上述问题。Cull等首次在疏水性离子液体-水双相体系(liquid? liquidextractionswithhydrophobicils,IL-LLE)中提取大环内酯类抗生素红霉素A(arythromycin-A),发现萃取效率与乙酸丁酯-水双相体系相当,因此能够代替常规有机溶剂,从而避免溶剂的毒性和可燃性所带来的经济和环境损害。之后,Freire等采用同样的液-液萃取方法,实现对咖啡因(caffeine)和尼古丁(nicotine)两种生物碱的完全提取,萃取原理主要在于:生物碱中氮氧原子之间的相互作用;ILs中阳离子的酸性氢原子;生物碱芳环与离子液体阳离子之间的π-π相互作用;生物碱的烷基与咪唑基离子的烷基侧链之间的色散相互作用。微波辅助离子液体(microwave-assistedionicliquid,MAIL)与超声辅助离子液体(ultrasound-assistedionicliquid,UAIL)也常用于天然产物中药物的提龋其中,Du等开发的MAIL 方法是将IL作为萃取剂,在最佳萃取条件下,从延胡索中提取脱氢卡维丁(dehydrocavidine),与常规提取方法相比,该方法具有产率高、耗时短、溶剂使用量少且不使用VOCs等优点,因此常用于快速有效提取和分析药用植物中的活性成分。Bi等利用UAIL技术,以1-烷基-3-甲基咪唑氯化物(1-alkyl-3-methylimidazoliumchloride,[Cnmim]Cl,n=2,4,6,8)为萃取剂,从抗心血管病药物丹参中成功提取出丹参酮(tanshinone)活性成分,结果表明,阳离子上烷基侧链越长,ILs与APIs相互作用越强,提取效率也就越高,最后[C8mim]Cl通过阴离子之间的复分解反应转化成疏水性1-辛基-3-甲基咪唑六氟硼酸盐([C8mim]PF6)而与APIs实现分离。 2.2.黄酮类化合物的提取 黄酮类化合物主要是一种具有2-苯基色原酮的化合物,在防治及治疗老年高血压、脑溢血、糖尿病以及过敏性疾病等发挥重要的作用。Zhang等人使用微波辅助法研究了从黄芩中提取黄酮类化合物(黄芩苷、汉黄芩苷、黄芩素和汉黄芩素),结果表明四种萃取物的产率分别是5.18%(30min)、8.77%(90s)、16.84%(30min)和18.58%(3h),与传统的萃取方法相比在萃取效率上有明显的提升,并且发现离子液体的中阴离子种类(Br-、Cl-、BF4-、OAc-和CF3SO3)和咪唑阳离子上取代的烷基链的长度([C2mim]+、[C8mim]+、[C10mim]+和[C12mim]+等)也会对萃取效率产生影响,萃取产率随着烷基链的增长而减小,含Br-离子液体对萃取效率有较强的影响,其原因可能是Br-与四种萃取物发生较强的相互作用,Xie和Swatloski在研究离子液体萃取能力过程中也得到了相似的结论。冯吉等人研究了可以用于降低血小板聚集、预防心脑血管疾病的一类多酚化合物的提取,在超声辅助条件下,以1-丁基-3-咪唑四氟硼酸盐代替有机溶剂为萃取剂提取虎杖中的虎杖苷和白藜芦醇,集提取,分离和纯化与一体,具有提取时间短、溶剂用量少、操作过程简单的特点。张露月等人以离子液体[Bmim]BF4为萃取剂提取金钗石斛总黄酮和石斛碱,与传统的加热回流的方式相比,两组分的产率都有很大的提高,提取时间由90min降为185s,并且扫描电镜(SEM)观察后发现:发现离子液体微波协同处理后处理后的对结构的破坏更为严重,张冕[23]在采取离子液体-微波辅助方法提取女贞子中特女贞苷时,比较不同的提取方式对植物结构形貌的破坏程度也同样发现,离子液体处理后的植物细胞

离子液体及其应用

离子液体及其应用 离子液体是指在室温或接近室温下呈现液态的、完全由阴阳离子所组成的盐,也称为低温熔融盐。可制成离子液体/聚合物电解质,作为双电层器和电池的电解质。如高温下的KCI, KOH呈液体状态,此时它们就是离子液体。在室温或室温附近温度下呈液态的由离子构成的物质,称为室温离子液体、室温熔融盐、有机离子液体等,目前尚无统一的名称,但倾向于简称离子液体。在离子化合物中,阴阳离子之间的作用力为库仑力,其大小与阴阳离子的电荷数量及半径有关,离子半径越大,它们之间的作用力越小,这种离子化合物的熔点就越低。某些离子化合物的阴阳离子体积很大,结构松散,导致它们之间的作用力较低,以至于熔点接近室温。 离子液体种类繁多,改变阳离子、阴离子的不同组合,可以设计合成出不同的离子液体。离子液体的合成大体上有两种基本方法:直接合成法和两步合成法。直接合成法是指通过酸碱中和反应或季胺化反应等一步合成离子液体,操作经济简便,没有副产物,产品易纯化。直接法难以得到目标离子液体,必须使用两步合成法。两步法制备离子液体的应用很多。常用的四氟硼酸盐和六氟磷酸盐类离子液体的制备通常采用两步法。首先,通过季胺化反应制备出含目标阳离子的卤盐;然后用目标阴离子置换出卤素离子或加入Lewis酸来得到目标离子液体。在第二步反应中,使用金属盐MY(常用的是AgY),HY或NH4Y时,产生Ag盐沉淀或胺盐、HX气体容易被除去,加入强质子酸HY,反应要求在低温搅拌条件下进行,然后多次水洗至中性,用有机溶剂提取离子液体,最后真空除去有机溶剂得到纯净的离子液体。 近年来,离子液体作为一类新型的绿色介质,引起全球学术界和工业界的高度重视。离子液体的特点也越来越多的为大家所熟知。不挥发、不可燃、导电性强、室温下离子液体的粘度很大(通常比传统的有机溶剂高1~3个数量级,离子液体内部的范德华力与氢键的相互作用决定其粘度。)、热容大、蒸汽压小、性质稳定,对许多无机盐和有机物有良好的溶解性。在与传统有机溶剂和电解质相比时,离子液体具有一系列突出的优点:(1)液

临床几种常用长效二氢吡啶类钙离子拮抗剂使用经验总结

临床几种常用长效二氢吡啶类钙离子拮抗剂使用经验总结 发表时间:2013-06-06T11:23:56.327Z 来源:《医药前沿》2013年第11期供稿作者:杨学忠[导读] CCB是降压药物中的“主力”,因出现不良反应停药改用其它类降压药物,降压效果相对受影响尤其合并冠心病患者杨学忠(云南省巍山县人民医院内一科 672400)【摘要】本文就临床常用的几种长效二氢吡啶类钙离子拮抗剂的临床应用的特点,各种不良反应的情况和相互之间的调配使用作一总结和 分析,为此类药物的临床使用提供一定的帮助。【关键词】长效二氢吡啶类钙离子拮抗剂临床应用经验总结【中图分类号】R969 【文献标识码】B 【文章编号】2095-1752(2013)11-0327-02 随着我国高血压病人的不断增加,其发病年龄有低龄化,地域也由城镇向农村不断扩展,合并其它代谢性疾病,单药控制欠理想,需多种药物治疗等新的特点,钙拮抗剂是降压药物的首选药,过去常用的是短效制剂,近年来随着长效CCB的广泛使用,降压效果有明显的改观,但因用药多以医生个人习惯为主,缺乏对长效CCB的一个总体认识,优缺点分析,本文就近年来本院使用CCB的情况总结分析。 CCB是首选的降压药物、其价格相对低,尤其是二氢吡啶类,显效快、效果明显,血压下降平稳,长期使用有效,已被列为高血压治疗的一线药物,与其它药物相比,CCB更适合于年龄大、基础血压高,低肾素型的外周血管阻力高者,一般单用CCB50%—70%患者可获得满意效果,CCB与受体阻滞剖,ACEI及ARB和利尿剂的配伍应用时其隆压效果好,对合冠心病和心绞痛、心律失常、脑血管疾病和外周血压病者,不仅能降压,对合并症也十分有效,CCB最适用于老年人收缩期高血压,因其是降低收缩压最有效的药物,CCB也是降压效果最好,不良反应较少的药物。对年轻人以舒张压升高为主的选择CCB也能取得较好的疗效,长效CCB对代谢无不良影响,故也应用于有糖尿病和其它代谢性疾病者,对80岁以上的老年人也有较好的降压作用,ACC2008年公布NYVEF研究结果,降压目标内150/80mmhg,随访为1-8年与对照组相比,结果显示:死亡率降低21%,卒中发生率降低30%,致死卒中发生率降低39%,心衰降低64%,严重不良心血管事件降低34%,长效CCB降压有效,而且作用时间长,不良反应少,不增加患者24小时平均心率。 “±”表示出现的不良反应较轻,部分服药后能耐受、可不换药。 “+”表示出现的不良反应较重较常见。 “++”表示出现的不良反应严重,患者不能耐受。 “+++”表示出现的不良反应极严重,需立即停药和进行相关处理。 结论:上述不良反应是经从CCB中常见不良反应的精选,是根据笔者近100多例不良反应患者的表现,属于最常见和患者最不能耐受的,其中头痛以硝苯地平控(缓)释片最为常见,可更换其它类CCB可缓解,双下肢浮肿,以甲磺酸氨氯地平最为显著,常规更换为非洛地平或络活喜可缓解,心悸,颜面潮红,以硝苯地平(控)缓解片最为显著,更换苯磺左旋氨氯地平可缓解;血小板减少,白细胞减少,关节疼痛,皮肤搔痒等反应较少见使用络活喜相对较为安全,若仍不能耐受,只能停用CCB类药物。 总之,CCB是降压药物中的“主力”,因出现不良反应停药改用其它类降压药物,降压效果相对受影响尤其合并冠心病患者,较为可惜,故不可轻易否定患者的CCB使用权,故本文对临床上常见的CCB使用的经验,对该类药物不良反应作一分析和相互替换的临床观察经验作一总结,为临床使用CCB起一抛砖引玉的作用,同时也期望药学家对其副反应给予关注,在将来新剂型的研发上,能够基本消除其不良反应,使该类药物能更好地服用于患者。

离子液体附在有机合成中应用

离子液体及在有机化学中的应用 摘要离子液体是一类极具应用前景的绿色溶剂,具有优良的稳定性、低挥发性、可设计性等优点。离子液体作为溶剂,可以为化学反应提供不同于传统有机溶剂的优良环境。本文主要介绍了离子液体及其发展概况,归纳了离子液体作为溶剂的优越性质 ,概述了离子液体在有机合成的应用,说明离子液体的独特性能对推进绿色化学化工的重要意义。 关键词离子液体;应用;绿色化学 1 前言 随着科技发展和环保意识的增强,清洁、低耗、高效的化学化工反应是发展的必然趋势。由于绝大多数化学反应需要在溶剂中进行,而有机溶剂的用量大、挥发性强是造成化学化工污染的主要原因之一。寻找对环境友好、有利于反应控制的介质和溶剂是目前化学化工需要解决的迫切问题之一。室温离子液体适应这种需要,正在快速 之后的“新一代绿色溶剂”。 发展,被认为是继超临界CO 2 离子液体结合了均相催化剂和异相催化剂的各种优异性能,是绿色化学中最具前景的反应介质和理想的催化体系[1-2]。离子液体在有机化学反应中的应用极其广泛,并显示出反应速率快、转化率高、选择性高、催化体系可重复使用等优点。离子液体具有良好的溶解性能,能溶解无机物、金属有机物和高分子聚合物。它还具有不挥发性、不易燃、易爆性和较好的热稳定性等优点[3-4]。另外,根据反应和后处理需要,设计调整离子液体阴阳离子结构(种类)使反应在均相进行,后处理分层非均相操作。离子液体还可以改变反应机理,诱导出现新的催化活性,提高反应的转化率和选择性[5-7]。离子液体在化学中的应用日新月异,涌现出了大量的研究成果。近年来离子液体作为反应介质、催化剂或促进剂在有机合成、电化学、催化和萃取分离中得到了广泛的应用。 2 离子液体 2.1离子液体的概念 离子液体 ,又称室温离子液体或室温熔融盐 ,即在室温或近于室温情况下由有机阳离子和无机阴离子组成的熔融盐体系[8]。早在1914年W alden就发现了第一个离

离子液体的合成

1、1-磺酸丙基-3-甲基咪唑硫酸氢盐[HSO3-pmim]HSO4的合成 第一步,合成离子液体中间体1–磺酸丙基–3–甲基咪唑盐[MIM–PS]。取等物质的量的N–甲基咪唑和1,3–丙烷磺内酯于三口烧瓶中,磁力搅拌使其充分混合,温度缓慢升到40℃,反应体系在该温度下,磁力搅拌反应48h。反应结束后,得到白色沉淀,用乙酸乙酯洗涤3次,旋蒸除去有机溶剂,产物在真空干燥箱里干燥至恒重,即得离子液体中间体1–磺酸丙基–3–甲基咪唑盐[MIM–PS]。 第二步,取等物质的量的离子液体中间体[MIM–PS]和浓硫酸于三口烧瓶中,磁力搅拌使其充分混合,温度缓慢升到80℃,恒温条件下不断磁力搅拌反应6 h。反应结束后,用乙酸乙酯洗涤3次,旋蒸除去有机溶剂,产物转移到真空干燥箱里干燥,即得目标离子液体[HSO3-pmim]HSO4。 2、2-吡咯烷酮硫酸氢盐[Hnhp]HSO4的合成 在圆底烧瓶中加入2-吡咯烷酮,冰浴下滴加等摩尔量的浓硫酸,室温搅拌反应24 h。然后用乙酸乙酯洗涤,旋转蒸发、真空(0.01MPa)干燥后即得淡黄色透明粘稠离子液体[Hnhp]HSO4。 3、1-甲基-2-吡咯烷酮硫酸氢盐[Hnmp]HSO4的合成 在圆底烧瓶中加入1 -甲基-2-吡咯烷酮,冰浴下滴加等摩尔量的浓硫酸,室温搅拌反应24 h。然后用乙酸乙酯洗涤,旋转蒸发、真空(0.01MPa)干燥后即得淡黄色透明粘稠离子液体[Hnmp]HSO4。 4、1-甲基咪唑硫酸氢盐[Hmim]HSO4的合成 在圆底烧瓶中加入1-甲基咪唑,冰浴下滴加等摩尔量的浓硫酸,室温搅拌反应24 h。然后用乙酸乙酯洗涤,旋转蒸发、真空(0.01MPa)干燥后即得淡黄色透明粘稠离子液体[Hmim]HSO4。 5、1-( 3-磺酸基) -丙基-2-甲基吡咯烷酮硫酸氢盐 在三口烧瓶中加入等摩尔量的2-吡咯烷酮和1,3-丙烷磺内酯,以无水乙醚为溶剂,磁力搅拌20 h,过滤,甲醇洗涤,真空干燥即得白色固体粉末离子液体前体。于三口烧瓶中加入离子液体前体,滴加等摩尔量的浓硫酸,80℃下磁力搅拌8h,然后用乙酸乙酯洗涤,80℃真空干燥后即得黄褐色粘稠离子液[C3SO3Hnhp] HSO4。 6、正丁基吡啶硫酸氢盐离子液体[BPy]HSO4的制备 将吡啶和溴丁烷按照摩尔比1:1.2加入三口烧瓶中,持续氮气保护,室温磁力搅拌1-2 d,直到无色液体转化成白色固体。提纯、真空干燥,获得溴丁基吡啶离子液体中间体。 将中间体置于三口烧瓶中,逐滴加入等物质量的浓硫酸,室温下磁力搅拌,通氮气带出反应产生的溴化氢气体,反应6 h得到粘稠的液体。提纯、真空干燥,得到正丁基吡啶硫酸氢盐离子液体[BPy]HSO4。 7、乙基三乙胺硫酸氢盐离子液体[ETEA]HSO4的制备 将三乙胺和溴乙烷按照摩尔比1:1.2加入三口烧瓶中,氮气气氛下,密封加热到60℃,搅拌2-3 d,直到无色液体转化成白色固体。提纯、真空干燥获得溴代乙基三乙胺离子液体中间体。 将中间体置于三口烧瓶中,逐滴加入等物质量的浓硫酸,室温下磁力搅拌,通氮气带出反应产生的溴化氢气体,反应6 h得到粘稠的液体。提纯、真空干燥,得到乙基三乙胺硫酸氢盐离子液体[ETEA]HSO4。 8、吡啶硫酸氢盐离子液体[Py]HSO4的制备

聚离子液体的合成及功能材料体会.docx

聚离子液体的合成及功能材料体会在日常生活中,微生物无所不在,而化妆品的原料大多为水分、油脂、蜡类、多元醇和活性成分所组成,可提供微生物良好的养份来源,因此一旦化妆品受到污染后,微生物可能会大量的繁殖,而消费者使用了这些被微生物污染的化妆品后,容易造成红肿等过敏现象。微生物除?会引起疾病,也会造成食品或其它产品的污染,不仅缩短了使用期限,也间接对人体造成伤害,对民生经济与健康也造成影响与威胁。 1聚离子液体的特征 1.1离子液体的强极性溶剂特征离子液体的离子性表现为离子基团间的相互作用力为电荷问的库仑作用力,而一般分子溶剂为分子问的范德华引力。因此离子液体具有几乎不挥发的特征,这一方面可以减少对环境的污染而被视为绿色溶剂。同时在很宽的温度范围内处于液体状态,离子液体作为溶剂时扩大了操作和控制的温度范围。另外,离子液体的可电离特征使得离子液体具有良好的导电性而在电化学领域有着重要应用。离子液体的可电离性使得离子液体作为溶剂具有强极性溶液的特征。水是典型的极性溶剂。表面活性剂在水溶液中能形成胶束等复杂的超分子自组装结构。表面活性剂在强极性有机溶剂中形成胶束结构也有报道[2]。类似地,聚合物非离子表面活性剂Pluronic1.61、L64和F68在离子液体1-丁基-3甲基咪唑四氟硼酸盐和1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐中也能形成胶束结构。进一步研究表明,聚乙二醇脂肪醚类非离子表面活性剂(CiEj,其中i表示

脂肪醇的碳链长度,j表示聚氧乙烯单元数)在离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐中形成胶束结构时,其临界胶束浓度与脂肪链长度和聚乙二醇单元数之间的关系与该类非离子表面活性剂在水溶液中形成胶束结构具有类似的变化趋势,即随i的增加其CMC降低而随j的增加其CMC升高。但表面活性剂在该离子液体中的CMC高于其对应的水溶液中的CMC值。这可归因于离子液体对表面活性剂疏水碳链的溶剂化作用比相应的水分子要弱得多。 1.2离子液体的有机溶剂特征一方面,离子液体不但能替代传统的水-有机溶剂-表面活性剂三元系统中的水形成新型的微乳液系统。另一方面,随着阴、阳离子有机基团的增大,电荷密度的降低,电荷对称性的降低,离子液体表现出有机溶剂的特征。离子液体具有非极性有机溶剂的特征,它能替代传统的水-有机溶剂-表面活性剂三元系统中的有机溶剂形成另一种新型的微乳液。疏水性离子液体1-丁基-3-乙基-咪唑六氟磷酸盐与水溶液组成互不相溶的两相系统,在对应的离子液体-水-非离子表面活性剂三元相图中存在明显的两相区。而非离子表面活性剂在水和离子液体中具有浊点分相现象,在温度低于其对应的浊点时具有较大的互溶度。因此,在靠近表面活性剂的区域形成单相区。随着表面活性剂和离子液体浓度的降低,单相区微乳液的类型由离子液体包水相(A)转变为双连续相(B)和水包离子液体相(C)。 2聚离子液体的合成 2.1一般聚离子聚硫酸乙烯(或称聚乙烯硫酸,PVS)和顺丁烯二酸

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