离子液体
离子液体综述
离子液体综述离子液体是一种新型的绿色溶剂，具有独特的物理和化学性质。
本文将详细介绍离子液体的定义和性质、合成和分离、在化学反应和材料科学中的应用以及在生物医学中的用途，同时探讨离子液体的环保和安全问题以及研究现状和前景。
1.离子液体的定义和性质离子液体是指全部由离子组成的液体，通常由有机阳离子和无机阴离子组成。
离子液体具有以下主要性质：（1）低蒸气压：离子液体在常温下不易挥发，蒸气压很低，因此可以作为绿色溶剂使用。
（2）良好的热稳定性：离子液体具有很高的热稳定性，可以在高温下使用。
（3）良好的电化学窗口：离子液体具有很宽的电化学窗口，可以作为电解质的良好溶剂。
（4）液体范围宽：离子液体的熔点较低，可以在很宽的温度范围内保持液态。
2.离子液体的合成和分离离子液体的合成主要通过化学反应和电化学合成两种方法实现。
化学反应法是通过酸碱反应或复分解反应等合成离子液体。
电化学合成法是在电解池中通电电解来制备离子液体。
对于离子液体的分离，通常采用物理分离方法，如过滤、萃取和蒸馏等。
由于离子液体的特殊性质，需要使用特殊设备进行分离和纯化。
3.离子液体在化学反应中的应用离子液体在化学反应中具有广泛的应用，主要作为催化剂、反应介质和萃取剂等。
（1）催化剂：离子液体可以作为催化剂用于许多化学反应，如烷基化反应、酯化反应和聚合反应等。
离子液体能够改变反应动力学，提高反应速率和选择性。
（2）反应介质：离子液体可以作为反应介质，使得反应在均相中进行，提高反应效率和产物的纯度。
（3）萃取剂：离子液体可以作为萃取剂用于萃取金属离子和有机物，具有高效、环保等优点。
4.离子液体在材料科学中的应用离子液体在材料科学中也有广泛的应用，主要涉及高分子材料、陶瓷材料、晶体材料等领域。
（1）高分子材料：离子液体可以作为聚合反应的介质和引发剂，制备高性能的高分子材料。
（2）陶瓷材料：离子液体可以作为溶质，制备高性能的陶瓷材料，改变材料的微观结构和性能。
各种离子液体的区别
各种离子液体的区别离子液体（Ionic Liquid）是一种特殊的液体，由离子组成，其熔点低于100℃。
它们具有许多独特的性质，使其在许多领域都具有广泛的应用。
下面将介绍几种常见的离子液体，并比较它们之间的区别。
1. 常见离子液体1.1 聚合物离子液体聚合物离子液体是由聚合物基质和离子液体组成的复合材料。
它们通常具有较高的粘度和较低的离子迁移率，可用于电解质和分离膜等领域。
由于聚合物基质的存在，聚合物离子液体具有较好的机械强度和稳定性。
1.2 水溶性离子液体水溶性离子液体是指在水中可以溶解的离子液体。
它们通常具有较低的粘度和较高的离子迁移率，可用于电化学领域中的电解质和催化剂。
水溶性离子液体的热稳定性较差，易于水解和分解。
1.3 气体溶解离子液体气体溶解离子液体是指具有较高溶解度的气体在离子液体中的溶解体系。
它们通常具有较高的气体溶解度和较低的挥发性，可用于气体分离和储存等领域。
气体溶解离子液体的选择性溶解性可通过调整离子液体组分和结构来实现。
2. 区别比较2.1 物化性质不同离子液体之间的物化性质差异较大。
例如，聚合物离子液体具有较高的粘度和较低的离子迁移率，水溶性离子液体具有较低的粘度和较高的离子迁移率，气体溶解离子液体具有较高的气体溶解度和较低的挥发性。
2.2 热稳定性不同离子液体的热稳定性也有所不同。
一些离子液体在高温下容易分解和水解，而另一些离子液体则具有较好的热稳定性。
热稳定性较好的离子液体可用于高温条件下的反应和催化。
2.3 溶解性离子液体的溶解性也是它们的重要特性之一。
一些离子液体具有较好的溶解性，可溶解许多有机物和无机物，而另一些离子液体的溶解性较差。
溶解性好的离子液体可用于溶解和催化反应。
2.4 选择性溶解性气体溶解离子液体具有较高的选择性溶解性，可以选择性地溶解某些气体。
通过调整离子液体组分和结构，可以实现不同气体的选择性溶解。
3. 应用领域离子液体具有广泛的应用领域。
例如，聚合物离子液体可用于电解质、分离膜和传感器等领域；水溶性离子液体可用于电化学领域中的电解质和催化剂；气体溶解离子液体可用于气体分离和储存等领域。
离子液体的性质及其应用研究
离子液体的性质及其应用研究一、离子液体的概述离子液体是指在室温下呈液态的盐，其由离子对组成。
离子液体因其独特的化学结构和物理性质，在化学、材料科学、生物科学、环境科学等领域有着广泛的应用。
离子液体类似于分子液体，但其具有可调控的性质，如熔点、粘度、溶解度等，同时也具有多种特殊性能，例如高电导率、热稳定性、化学惰性等。
二、离子液体的性质1. 物理性质离子液体具有极低的蒸汽压和表面张力，与普通的分子液体相比，离子液体的表面张力要低很多，这也是离子液体用作表面活性剂的原因之一。
此外，离子液体的熔点和沸点都非常低，某些离子液体的熔点比水还低，这使得它们可以在室温下呈液态。
2. 化学性质离子液体由离子对组成，它们之间的作用力非常强，常规的化学反应在离子液体中无法进行。
因此，离子液体具有较高的化学惰性，具有良好的化学稳定性，能够承受高温、高压和强酸等恶劣的化学环境，这也是离子液体在化学领域中得到广泛应用的原因之一。
3. 生物学性质离子液体具有低毒性、无臭味和不挥发等生物学性质，这使得它们能够广泛用于生物医学领域，例如制备支持膜、生物催化剂等。
三、离子液体的应用研究1. 催化剂离子液体具有高的电化学稳定性和催化活性，因此，离子液体已经成为最常用的催化剂之一。
常见的离子液体催化剂有离子液体催化剂、离子液体支持催化剂等，例如提高生物质转化效率和降低催化剂的使用量等。
2. 分离技术离子液体的低挥发性和高热稳定性使得它们成为分离技术中的优秀溶剂。
例如，离子液体可以用于萃取、液液分配等分离技术中，也能够用于金属离子和有机物分离等。
3. 储能技术离子液体作为电解质在电化学能量存储中具有潜在应用。
由于其化学和电化学稳定性，离子液体可以作为电容器、电池、超级电容器和燃料电池等。
4. 光电子器件利用离子液体的宽电化学窗口、低蒸汽压和高稳定性，制备高效、稳定和有望在太阳能电池、发光二极管和液晶显示屏等中应用的光电子器件。
5. 加工技术离子液体的独特性质使其成为一种非常有前途的加工液体，例如制备高品质的电极，利用金属离子离子液体制备高硬度的金属材料等。
离子液体——精选推荐
离子液体1离子液体的概述 (1)2离子液体的种类和性质 (2)3离子液体合成的方法 (4)4离子液体的应用 (6)1离子液体的概述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。
绿色化学作为环境友好化学，它从源头上避免和消除了对生态环境有毒有害的原料、催化剂、溶剂和试剂的使用以及副产物等的产生，力求使化学反应具有“原子经济”性，实现废物的“零排放”。
可以看出绿色化学是发展生态经济和工业的关键，是实现可持续发展战略的重要组成部分。
而传统的化学反应和分离过程由于涉及大量的易挥发有机溶剂，容易对环境造成严重污染。
针对常规有机溶剂易产生污染的缺点，为适应绿色化学发展需要，一种新型绿色溶剂—室温离子液体引起人们的高度重视。
室温离子液体是一种兼有液体与固体功能特性的“固体”液体。
特别是离子液体具有“零”蒸气压、高稳定性和催化功能，使得其在取代挥发性高、有毒、且易燃、易爆的有机溶剂或高腐蚀性及污染环境的浓硫酸、氢氟酸等无机酸，发展绿色化学和清洁工艺与过程研究领域中具有广泛的应用前景。
作为一种非传统液体，其物理、化学性质前人一直在不断的研究，发现了大量有价值的数据和规律。
但离子液体毕竟是新兴事物，还有许多未开发的空白，致使离子液体本身的特性还未能被系统的充分认识。
而且有一些很必要的物理数据还没有准确测定甚至尚未测定，这些都限制了离子液体的应用研究工作的开展。
近年来，随着环境意识的加强，对汽柴油硫含量的要求日益严格，世界各国也纷纷提出了更高的油品质量标准，进一步限制汽柴油中的含硫量以更好地保护人类的生存空间。
因此最大限度地脱除含硫化合物，在燃油生产加工和储备中显得尤为重要。
到目前为止，开发的各种柴油脱硫技术中，加氢还原脱硫技术比较成熟，对反应机理研究比较透彻，也是目前工业脱硫的主要技术。
但加氢脱硫技术的苛刻反应条件和高成本，限制了它的应用。
探索更温和的脱硫方法和条件是当前实现可持续发展战略的重要工作之一，也是突破制约化学工业发展瓶颈的主要手段，而室温离子液体的良好的脱硫效果让研究者们看到了一类对环境友好的新型绿色溶剂。
离子液体资料
离子液体离子液体，又称离子溶液或离子液质，是一种特殊的熔融盐，通常指在室温下即能流动的液态物质。
它由离子组成，因此在物理和化学性质上与传统液体有所不同。
离子液体最早被发现于20世纪30年代，最初应用于电解质溶液，在近年来逐渐被广泛研究和应用于多个领域。
起源与发展离子液体最早由保罗·沙诺姆于1932年发现，当时他合成了一种含有氯金酸氢盐的物质，并且发现其在室温下为液态。
由于具有低蒸气压、热稳定性好、高导电性等独特性质，离子液体开始被广泛研究和应用。
特性1.低蒸汽压：离子液体通常具有极低的蒸汽压，这使得它们在高温下不易挥发，有利于在反应过程中稳定性的维持。
2.高热稳定性：离子液体的热稳定性较高，能够耐受较高的温度，使得其在高温反应中有很好的应用前景。
3.高离子导电性：由于离子液体中的离子浓度较高，因此其电导率也相对较高，具有优异的离子传导性能。
4.可调性：离子液体的离子种类和比例可以通过化学设计来实现调节，因此具有较高的可调性。
应用领域离子液体由于其独特的性质，在多个领域都有广泛的应用。
1.化学催化：离子液体常被用作催化反应的溶剂或载体，可以提高催化剂的效率和选择性。
2.能源领域：离子液体在锂离子电池、超级电容器等领域有重要应用，提高了能源设备的性能和循环寿命。
3.药物传递：离子液体可以作为药物传递系统的载体，提高药物的生物利用度和稳定性。
4.分离技术：离子液体也被用于气体和液体的分离提纯技术中，具有高效、环保等优点。
发展趋势随着对可再生能源和绿色化学的重视，离子液体的应用前景将更加广阔。
未来，离子液体的设计和合成将更加精准，应用领域将进一步扩展，为各行各业带来更多便利和创新。
综上所述，离子液体作为一种新型的液态物质，由于其独特的性质和广泛的应用前景，将在未来得到更多的研究和开发，为科学研究和产业发展带来新的机遇和挑战。
纤维素化学-5(2)-离子液体
2. 由于人类已经发现的纤维素溶剂还或多或少存在一些
缺点，而离子液体又具有很多独特的优越性能，被认 为是极具应用潜力的绿色溶剂，因而离子液体在纤维
素领域中的应用引起了人们极大的兴趣。
纤维素化学
Rogers的研究组发现并报道了一些具有形成氢键能
力的阴离子组成的离子液体可以溶解纤维素，其中１丁基-３-甲基咪唑氯盐离子液体（BmimCl）对纤维素表 现出最好的溶解能力，在１００℃加热的情况下聚合度 （ＤＰ）为１０００的可溶性纤维素浆粕的溶解度为１ ０％（质量），而在微波加热情况下纤维素的溶解度甚 至可以达到２５％ （质量） 。
纤维素化学
３
纤维素在离子液体中的均相衍生化反应
通过纤维素的均相衍生化反应，可以得到结构均一、
性能优良的纤维素衍生物。既可以引入活性相对较低的取 代基，也可以设计合成结构新颖的纤维素衍生物，甚至通 过一些基团保护技术，制备具有某些指定取代基分布方式 的产物，从而能够赋予纤维素材料以崭新的性能，将极大 丰富纤维素的应用和研究范围。因此，对于可溶解纤维素 的非水性离子液体而言，纤维素在其中的均相衍生化反应 在近年来已引起人们极大的兴趣。
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，在电化学、有机合成、催化、分离等领域被广泛的
应用
纤维素化学
离子液体由带正电的离子和带负电的离子组成, 现 在多指在低于100摄氏度时呈液体状态的熔盐。
纤维素化学
1. 由于具有很多独特的优点，离子液体在近15年来已经
引起人们的广泛关注。
2. 相对于离子液体在有机合成、催化、分离和电化学等 领域的研究而言，离子液体用于天然高分子方面的研 究则较晚最初，人们发现离子液体对一些小分子碳水 化合物具有良好的溶解性能。
离子液体百科全书
离子液体百科全书标题：离子液体百科全书一、引言离子液体，作为一种新型的绿色溶剂，近年来在化学、材料科学、生物技术、能源科学等领域引起了广泛的关注。
它们的独特性质，如极低的挥发性、宽的电化学窗口、高的热稳定性和良好的溶解能力，使其在众多科研和工业应用中展现出巨大的潜力。
本文将作为一部离子液体的百科全书，逐步解析离子液体的基本概念、结构特性、制备方法、应用领域以及未来发展趋势。
二、基本概念离子液体，又称室温离子液体或熔盐，是一种在室温或接近室温下呈液态的盐。
其主要由阳离子和阴离子组成，其中阳离子通常为有机阳离子，如咪唑、吡啶、季铵等，而阴离子则多为无机或有机酸根离子，如卤素、硫酸氢根、羧酸根等。
三、结构特性离子液体的特殊性质主要源于其独特的结构特性。
首先，由于其由阴阳离子构成，离子液体具有高的电导率和离子迁移率。
其次，由于其阳离子通常是大的有机分子，使得离子液体具有较低的蒸气压和极低的挥发性。
此外，离子液体的结构可设计性强，通过改变阳离子和阴离子的种类和大小，可以调节离子液体的物理化学性质，以适应不同的应用需求。
四、制备方法离子液体的制备方法主要包括直接合成法和离子交换法。
直接合成法是将含有目标阳离子和阴离子的化合物在适当的条件下反应，生成目标离子液体。
离子交换法则是先制备出一种离子液体，然后通过离子交换反应，将其中的部分离子替换为所需的离子，得到目标离子液体。
五、应用领域1. 化学反应介质：由于离子液体具有宽的电化学窗口、高的热稳定性和良好的溶解能力，被广泛用作化学反应的介质，特别是在电化学反应、催化反应和生物质转化等领域。
2. 环境友好溶剂：由于离子液体的极低挥发性和生物降解性，被视为替代传统有机溶剂的理想选择，用于各种萃取、分离和纯化过程。
3. 能源存储与转换：离子液体在锂离子电池、超级电容器、燃料电池等能源设备中有着重要应用，可以提高电解质的电导率和稳定性，增强设备的性能。
4. 生物技术和药物输送：离子液体因其对生物大分子（如蛋白质、DNA）的良好溶解性和稳定性，被用于生物样品的处理和分析，以及药物的配方和输送。
离子液体
1, 离子液体是指由有机阳离子和无机/有机阴离子构成的室温下或室温附近呈液态的盐[ 1 ] 。
离子液体具有不挥发、液程宽、溶解强、热稳定性高、可调节、可循环利用[ 2 ]等特性,在多相分离[ 3 ]和化学反应[ 4 ]等领域显示出良好的应用前景,是在绿色化学的框架下发展起来的全新的介质和软功能材料。
2, 它具有如下优点: ( 1)几乎没有蒸气压、不挥发、无色、无味; ( 2)在较大的温度范围内,有很好的化学稳定性及较宽的电化学稳定电位窗口; ( 3) 通过阴阳离子的设计可调节其对无机物、水、有机物及聚合物的溶解性[ 2- 4 ] 。
与其他固、液体材料相比, 离子液体往往展现出独特的物理化学性质及特有的功能, 是一类新型的介质或软!功能材料[ 5] 。
3,离子液体( Ion ic Liquids, 简写: ILs), 又称室温离子液体( Room or Ambient Temperature Ion ic L iqu ids, RTILs) , 是一类室温或相近温度下完全由离子组成的有机液体化合物。
离子液体一般由有机阳离子(目前研究的有机阳离子主要有: 咪唑类、吡啶类、季铵盐类、季膦盐类四类)和无机或有机阴离子组成(如[ PF6 ] - 、[ BF4 ] - 、Br- 、C l- 、I- 、[ A l2 C l7 ] - 、[A lC l4 ] - 等; 有机阴离子主要为含氟阴离子, 如[ ( CF3SO2 ) 2N ] - 、[ CF3 SO3 ] - 、[ CF3COO ] - 、[ CF3CO2 ] - 等[ 1- 4] 。
离子液体具有可设计, 品种多,性能独特, 应用领域广泛等特点。
4, 离子液体常规合成法主要包括一步法和两步法。
一步法: 采用叔胺与卤代烃或酯类物质发生加成反应，或利用叔胺的碱性与酸性发生中和反应而一步生成目标离子液体的方法［2］。
如Yuan 等采用一步法合成了胍类离子液体［3］和多种醇胺羧酸盐功能化离子液体［4，5］。
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收稿:2002年9月,收修改稿:2003年3月 3通讯联系人 e 2m ail :yuankou @pku .edu .cn不断壮大的离子液体家族杨雅立 王晓化 寇 元3 闵恩泽(北京大学化学与分子工程学院 北京100871)摘 要 本文对近10年来出现的新型离子液体进行了分类综述,并对其发展前景提出了一些见解。
关键词 离子液体 任务专一性中图分类号:O 64514;O 646117 文献标识码:A 文章编号:10052281X (2003)0620471206The Expand i ng Fam ily of Ion ic L iqu idsY ang Y a li W ang X iaohua K ou Y uan 3 M in E nz e(Co llege of Chem istry and M o lecu lar Engineering ,Pek ing U n iversity ,B eijing 100871,Ch ina )Abstract N ew i on ic liqu ids w h ich em erged du ring the recen t 10years are review ed .T he au tho rs’ow n op in i on s concern ing the fu tu re developm en t of th is field are p ropo sed .Key words i on ic liqu ids ;task sp ecific 性质上符合目前称之为离子液体的物质,早在1914年就有所报道。
但“离子液体”作为低温熔融盐(熔点低于100℃)普遍接受的统称并得到化学家们的广泛关注,却是近十年来的事。
短短的时间,从传统的三氯化铝体系,到水稳定阴离子的引入,到今天涌现出的大量功能化的离子液体,离子液体家族正快速地发展与壮大。
同时,更多的研究也已集中于这种环境友好体系在合成、分离、电化学等领域的开发应用上。
相关的综述连续不断地出现在权威期刊[1,2]和各类专业期刊上[3—9],国内近年也有不少综述发表[10—14]。
对于这样一个快速发展的领域,及时地评述是十分必要的但又是比较困难的。
本文试图对近几年出现的新离子液体加以归纳,探讨离子液体研究的未来走向,并就新型离子液体的合成路径提出一些看法。
从时间发展的顺序上说,我们前面已经提到,离子液体家族经历了三氯化铝体系(90年代前),耐水体系(90年代)和功能化体系(本世纪)三个发展阶段。
从离子液体在化学过程中所扮演的基本角色看,离子液体可以按照化学惰性物质(溶剂、添加剂、表面活性剂),催化剂,反应物三方面来分述。
一、化学惰性物质这里我们使用“化学惰性物质”作为一大基本类型的统称,是因为在不少情况下“溶剂”这个概念并不能全面地表述出离子液体的功用。
11电解质与常规的分子溶剂如水或有机化合物相比,离子液体的一大优点就是具有良好的电化学性质,如人们熟知的高导电性、宽电化学窗口等。
在电化学方面的研究不仅是离子液体早期发展的推动力,也是当前研究的重点与热点。
最早受关注的A lC l 3类离子液体就是在开发高效储能电池的要求下发展起来的。
Charles 、H u ssey 等从大量含氮阳离子中精心筛选(图1)出的1,32二烷基咪唑阳离子[3],兼具低熔点及电化学稳定的优点,但由A lC l 3带来的水敏感性也由此成为了离子液体的特征性缺点。
直至1992年,W ilkes 等人合成了第一个水稳定化合物[em i m ][B F 4](m .p .=12℃)[15]。
不久,[em i m ][PF 6][16]也问世了。
尽管这些离子液体后来第15卷第6期2003年11月化 学 进 展PRO GR ESS I N CH E M ISTR YV o l .15N o.6 N ov .,2003图1 各种铵类阳离子的结构F ig .1 Structu res of vari ou s ammon ium cati on sselected fo r i on ic liqu ids多被用于合成及萃取等领域,但不难想象,如果没有它们当初吸引的那么多科学家的投入,也就不会有离子液体蓬勃发展的今天。
在离子液体作为电解质的研究中,十分有意义的是N (CF 3SO 2)-2作为阴离子的出现。
1996年,Bonho d te 等人在对离子液体构效关系的研究中首次报道了含N (CF 3SO 2)-2的咪唑类离子液体[17]。
这种离子液体不仅对水稳定,不溶于水,还兼具低粘度、低熔点、高导电性的优点。
此后N (CF 3SO 2)-2成为被广泛采用的离子之一,基于它的含四级铵阳离子和吡咯阳离子的一大类离子液体的电化学性质也得到了表征[18]。
“高极性,不(或弱)配位”常作为离子液体与水溶剂的特征性区别而被强调。
但2001年,Go lding 等报道了具有配位能力的N (CN )-2类新离子液体[19]。
配位能力的证据来于它们能够溶解CuC l 2、CoC l 2,却不溶解相应的CuC l 2・2H 2O 和CoC l 2・图2 含双咪唑阳离子的离子液体结构F ig .2 Structu res of dii m idazo lium alkylenemo ltensalts图3 含多铵阳离子的离子液体结构F ig .3 Structu re of po ly ammon ium pho sphatei on ic liqu ids6H 2O 。
和负电荷高度离域的N (CF 3SO 2)-2相比,N (CN )-2也具有低粘度和高导电的特性。
但不难预料,它将拥有由不一样的结构特点带来的不同的溶解范围(如N (CN )-2溶于水,而N (CF 3SO 2)-2不溶),从而为科学家们提供了又一个优良的电化学工作体系。
面对种类繁多的阴离子,人们也开始设法走出咪唑阳离子的限制。
吡咯、四级铵类甚至双咪唑[20](图2)、多铵阳离子[21](图3)的例子都有报道。
在生物学领域,以DNA 作为阴离子的离子液体的电信息传导也在研究中[22]。
可以想象,由DNA 的修饰(序列及二级结构的改变)带来的结构可调性将更加多样化。
21萃取剂无机阴离子与有机阳离子的结合以及结构上的易修饰性,使离子液体具有十分广泛的溶解能力和可调的溶解范围,这些无疑都为它在萃取上的应用奠定了基础。
但回顾早期的研究,所谓的结构调节却大都局限于对已有阳离子的小修小补上——取代基碳链的长短和取代基位置的改变。
2000年,含异喹啉类阳离子的离子液体问世[23](图4)。
实验结果与先期预想一致,由于比咪唑有更强的芳香性和疏水性,它们在芳香族化合物的萃取分离方面很具潜力。
图4 含异喹啉类阳离子的离子液体结构F ig .4 N 2alkylisoqu ino lin ium cati oncon tain ing i on ic liqu ids31表面活性剂2000年,D avid 工作组报道了含氟取代烷烃链的离子液体(图5)[24]。
实验表明,它们可作为表面活性剂将全氟取代烃(即氟碳化合物)分散于离子液体中,这一发现无疑将推动两种新型绿色溶剂在应用中的结合。
基于图5所示的该类离子液体的结构特点,我们并不惊奇于它们作为表面活性剂的潜力,但引人深思的是这样的报道竟如此姗姗来迟。
这说明离子液体的广阔应用前景只有在与专业需求结合后才能得到充分的体现。
同时也可以预言,任务专一性(task sp ecific )强的新型离子液体将是未来几年内的研究重点。
・274・化 学 进 展第15卷图5 含氟离子液体的结构F ig .5 Structu re of the new fluo rou si on ic liqu ids41手性介质手性合成与分离在近20年的化学研究中占有突出的地位,但将手性引入离子液体中的工作并不多见。
用手性烷基化试剂进攻氮杂环[25]或采用手性阴离子[26]的例子已有报道,但高额的制备成本以及颇显生搬硬套的方法并没有引起人们太多兴趣。
这种局面一直持续到去年,W asserscheid 等通过常见的手性原料合成了三种含手性阳离子的离子液体[27](图6)。
今年B ao 等又报道了从天然氨基酸制备稳定的手性咪唑阳离子的出色工作[28]。
毫无疑问,手性的引入将为离子液体的发展注入新的活力。
图6 新型手性离子液体的结构F ig .6 Structu re of novel ch iral i on ic liqu ids(1a m .p .=63℃,1b m .p .=79℃;2m .p .=54℃;3m .p .<-18℃)51小结所谓“惰性”当然是相对的。
我们知道在一个化学体系中,即使是各种旁观物种(sp ectato r ),也会通过改变体系溶解性能、介电常数等,或与体系中其他物质发生弱相互作用从而或多或少地影响反应的过程与结果;相应的,在物理操作中(如萃取),由于运用的就是各物质物理性质上的某一特点,因而不同性质介质的影响就更加直接了。
寻找各种新的更具任务适应性的物质与体系,一直吸引着化学工作者的关注。
出于介绍新型离子液体的宗旨,这里并没有将离子液体作为“溶剂”这一领域进行专门探讨。
但必须承认,与常接触的水、有机溶剂等相比,离子液体确实向我们展示了一种很不一样的液体环境。
最早出现的水稳定阴离子B F -4、PF -6直到今天仍是合成、萃取领域的活跃成员,这表明大家一直在挖掘这种非分子溶剂体系的特点或优点。
尽管这些挖掘对于我们更进一步认识离子液体的本性也许是必不可少的,但它不应成为我们目光受限的借口。
离子液体较强的设计性使我们能在经验或理论的指导下有目的地开发更完美的任务型介质,这似乎是近年来离子液体的发展趋势,恐怕也将是它未来的发展重点。
究其根本,离子液体、超临界流体等等,我们所要追求的是它们与传统体系相比之下的优越性而非差异性。
二、催化剂由于阴离子电荷的离域,人们自然会想到离子液体应具有由阳离子带来的潜在的L ew is 酸性。
溴化咪唑盐类离子液体催化D iels 2A lder 反应的报道证实了这一猜测[25]。
此后,含二茂铁基的咪唑类离子液体(图7)也被证明兼具L ew is 酸性和对某些阴离子的配位能力[29]。
当然,离子液体更明显的催化功能还不在此。
图7 含二茂铁基的离子液体的结构F ig .7 Structu re of monoferrocenylsub stitu ted i m idazo lium salts11含金属元素的催化剂很早人们就注意到了的A lC l 3类离子液体作为L ew is 酸的催化作用,但它对水的敏感性一直是困扰人们的难题。