离子液体

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离子液体综述

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

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

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——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

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

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

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。

离子液体的定义

离子液体的定义

离子液体的定义自从安德森用物理方法分离出锂离子和钠离子后,人们就把这类固体物质叫做离子液体。

人们对它有不同的看法,有的认为它是特殊的液体,也有人认为它只是由水和蒸汽组成的混合物。

有关离子液体的研究还在继续进行中。

离子液体的定义为:某些分子电离成离子或原子失去电子后形成的一种物质。

一般为水和蒸气的混合物,其所含的阴、阳离子仅仅决定于分子结构本身,而与溶剂、温度、浓度等无关。

当然有些离子液体并非纯粹的离子化合物,如含有较多分子晶体而呈胶态或树脂状的聚合物,这时虽然它们也可能具有相应的化学活性,但却称不上是离子化合物了。

例如“神经树脂”可能是离子液体,但实际上它却含有分子晶体,不是真正意义上的离子液体。

可见要给离子液体下定义是比较困难的。

20世纪80年代以来,各国科学家在充分利用人造分子电离源(如高能电子源)及离子色谱技术基础上,对于离子液体的研究作出了大量的工作,提出了许多定义。

现代概念的离子液体可以描述为:阴、阳离子部分地由本身的分子、分子离子或原子所构成的低共熔物。

由于阴、阳离子仅通过键合作用相互联结,故分子量通常很大。

可以是单独的物质,也可以以水溶液或水合物的形式存在。

当它们受热时,会迅速聚集并进入汽化状态。

在一定的条件下,可以任意取代溶剂而不影响其性质。

具有相当的稳定性,即便受到破坏也可重新合成;不燃烧,也不爆炸;不溶解于水,易溶于有机溶剂;无毒,毒性远小于水,可代替水使用;热导率比水大10~100倍。

在外场作用下,还可发生电泳现象,液滴的大小与电场强度之间有线性关系。

当水被加热到60 ℃时,水分子可转变成小离子。

水加热到100 ℃时,水分子会失去结构而变成小离子。

随着温度升高,大部分小离子均匀地排列在水分子的晶格上,只有少数能穿透晶格层。

由于每个小离子只能与其他两个水分子联结成四个氢键,使每个小离子显示出四个水分子的正四面体结构。

18世纪,人们认识到在特定的条件下水分子可以脱离水分子的晶体结构,从而获得了脱水性。

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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,然后用目标阴离子 Y-置换出X-或加入Lewis酸MXy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或NH4Y)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液体。应特别注意的是,在用目标阴离子 (Y-)交换阴离子(X-)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通过阴离子交换来制备。
离子液体研究的现状分析
从1997.2006年SCI论文的发表情况来看,目前对离子液体作为一种新型溶剂或“软 "功能材料的应用研究已经涉及:有机反应、材料化学、电化学、高分子化学、分析 化学以及分离纯化技术等众多领域(Table1.1),并在能源、环境、生命科学、航空 航天技术等领域展现出良好的前景。虽然各个领域对离子液体的开发和应用研究还带 有一定的盲目性,但是我们有理由相信:随着对离子液体本身结构与性质研究的不断 深入和系统化,人们对于它们的开发和应用研究将进入一个更为有序化的轨道之中。 另外,从离子液体研究的SCI论文数量来看,其增长速度也是相当惊人:从十年前的 一年约10篇增加到现在的一周约10篇。我们对于1997.2006年发表的SCI论文数量 进行统计,结果参见第一章离子液体的研宄现状与趋势Scheme 1.2。从图中我们可 以看出,进入2000年以来,离子液体研究的SC]论文数量呈爆炸式的增长态势。
1997年,Howarth首次报道了: 对水稳定的咪唑盐离子液体作为Lewis酸性催化剂,在Diels.Alder反应中的应用。这
是非铝酸盐“新型”离子液体,在有机合成中应用的最早报道之一。后来,Lee等 人报道了:铝酸盐离子液体[EMIM]C1-AlCl3或[Bpy]C1-AIC|3作为“催化剂一溶剂” 体系中的Diels.Alder反应(Scheme1.5)。研究表明:通过对离子液体酸性,即 AICl3在离子液体中所含比例的调节,反应速率和选择性,比在常规催化体系中的 都有很大提高。在酸性离子液体(51%A1C13)体系中,Diels.Alder反应的速率分 别是:在水中的10倍和在硝酸乙基胺中的175倍,同时反应的选择性(endo/ exo=19/1)是当时其它催化体系所不能比拟的。
微反应器法
微反应器法一般是指在一个内部尺寸为 几微米到几百微米的小型微反应器内进 行的反应。微反应器不但具有所需空间 小、质量和能量消耗少以及反应时间短 的优点,而且能够显著提高产物的产率 与选择性以及传质传热效率。
离子液体在有机反应中的应用 研究
起初,人们是把现离子离液子体液作体为也一可种绿色 具溶有剂催来化研究的 ,近来,功能化的离子液体已 成为一个研究的热点。从离子液体在有机反应中的应 用形式来看,
按照酸碱性的不同
为三种类型:酸性离子液体、中性离子液 体和碱性离子液体。
离子液体的研究历程
在1914年Sudgen等人就制得了一种熔点为12℃的离子液体[EtNH3]【N03】 (极易爆炸,但由于当时没有发现合适的用途,并未引起人们的关注,其后 在该领域的研究进展也就非常缓慢。
1948年,第一个基于氯化铝负离子的离子液体在专利中出现,其具有较高 的导电性。
离子液体的定义与分类
离子液体(IonicLiquids):完全由有机正离子和无机或有机负离子所组成的,在室温或 接近室温下呈液体状态的盐类。
有时候离子液体也被称为“低温熔盐’’,因为与经典熔盐的熔点(>800C)相比,离 子液体具有低得多的熔点(一般被认为<100。C)。对于这类化合物的低熔点,一 般的解释是:正离子的不对称性起主要作用,即“不对称正离子和负离子结合的 松散特点”是导致其在室温下呈液态的主要原因。与常规的有机溶剂相比,离子 液体拥有其独特的、不可比拟的优点:
2003年,Nguyen等人报道了:在对甲苯磺酸的存在下,辛基甲基咪唑的溴盐 或碘盐离子液体([OMIM]X),作为从醇制各卤代烃的卤代试剂和反应溶剂的新 方法(Scheme1.7).与常规方法相比,溴盐或碘盐离子液体作为卤代试剂的合 成方法具有以下特点:反应速度快,产率高,产物易于分离,成本相对较低(离 子液体可以用加入卤化钠的形式得以回收利用)。他们开创了一个离子液体作为 “反应试剂一溶剂”的新体系,当时这类形式的研究相对较少。
离子液体的合成 按合成原理分类
按合成步骤分类
按合成原理分类
按照其合成的原理可以分为季铵化反应法、复分解反应法、酸碱中和法。 季铵化反应法
较早期的离子液体,均是由卤化季铵盐和卤化铝,按照一定的比例简单地混合而成。 其中离子液体的酸碱性通过控制卤化铝的用量来调节。如离子液体[bmin]Cl的合 成为:
以下两种类型: 一类是“正离子卤化盐+”型的离子液体,如[BMIM]AICl4,
该体系的酸碱性随A1C13的摩尔分数的不同而改变,此 类离子液体具有离子液体的许多优点,但对水和空气 都相当敏感; 另一类可称为“新型”离子液体,体系中与正离子匹配 的负离子有多种选择,如:
这类离子液体与A1C13类不同,其具有固定的组成, 对水和空气是相对稳定的。
咪唑盐类型的离子液体的研究发现,但是,四氯化铝负离子类型的离子液 体,由于其“对空气和水都相当敏感”的特殊性质,而大大限制了它们的 应用范围和人们对它们应用研究的积极性。 自从1992年,Wilkes等人合成了低熔点、抗水解、高稳定的新型离子液体 [EMIM]BF4之后,离子液体的研究才得以迅速向前推进,随后研发出了各 种不同类型的离子液体。特别是近十年来,人们对离子液体的研究就更加 的深入而广泛。
按合成步骤分类
按照离子液体合成的步骤可以分为: 直接合成法 两步合成法 外场强化法 微反应器法
直接合成法

就是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。
具体制备过程是:中和反应后真空除去多余的水,为了确保离子 液体的纯净,再将其溶解在乙腈或四氢呋喃等有机溶剂中,用活性 炭处理,最后真空除去有机溶剂得到产物离子液体。另外通过季铵 化反应也可以一步制备出多种离子液体。
[bmin]Cl +AlCl3→[bmin]Cl-AlCl3 复分解反应法
如离子液体[emim]BF4的合成为: [emin]Cl +NH4BF4→[emin]BF4+NH4Cl
酸碱中和法 如离子液体[emim]PF6的合成为: [emin]Cl +HPF6(aq)→ HCl + [emin]PF6
2001年,Deng等人报道了:离子液体[BMIM]BF4或 [BMIM]PF6作为催化剂的三组份无溶剂Biginelli反应 (Scheme1.6)45,与传统方法相比,该新型催化体系的 特点是:反应体系相对简单,反应时间短,反应可以
在无溶剂条件下进行。这是非铝酸盐“新型”离子液
体作为催化剂最早报道的研究成果之一,引起国内外 同行的高度关注。
在15年之后(1963年),又出现了基于氯化亚铜负离子的离子液体的报道 1967年,Swain等人报道了离子液体四己基苯甲酸胺作为有机溶剂的研究。 直到上世纪的七十年代,Osteryoung等人才对四烷基胺正离子和四氯化铝
负离子的离子液体进行应用上的系统研究。 在此后的十几年里,人们对于四氯化铝负离子的离子液体,特别是二烷基
离子液体的合成 及其在有机合成中的应用
应化10-3班
前言
一直以来,对各种类型溶剂的研究总是主导着化学前进的方向。虽然 任何液体都可以作为溶剂用,但是能作为常规溶剂来用的就要相对少得多。当 绿色化学成为工业界和学术界的关注焦点时,寻找无毒无害的溶剂就成为它的 主要研究方向之一。因为溶剂的好坏与否对化学的绿色化进程有着至关重要的 影响,原因在于:当今化学、化工中溶剂的使用量十分可观,而其所用溶剂一 般都具有易挥发、易爆炸的特点,这就给它们的运输和存放带来了极大的麻烦。 一般用于解决溶剂绿色化问题的方案有: (1)以水为介质的反应;(2)超临界流 体中的反应;(3)固态无溶剂的反应;(4)含氟溶剂中的反应。
外场强化法
外场强化法主要为微波法和超声波法。 微波法:是通过极性分子在快速变化的电磁场中不断改变方向而
引起分子的摩擦发热,属于体相加热。微波法加热升温速度较快, 可极大地提高反应速率(有些反应只需几分钟),甚至提高产率和 纯度。 超声波法:超声波借助于超声空化作用能够在液体内部形成局部 的高温高压微环境,并且超声波的振动搅拌作用可以极大地提高 反应速率,尤其是非均相化学反应。
可以归纳为以下五种主要的基本类型: (1)惰性反应溶剂, (2)反应催化剂一溶剂, (3)反应试剂一溶剂, (4)金属催化剂的配体, (5)反应液体支载物。
原来的铝酸盐体系通常需要用水来作为反应的终结物,但是水的加入又直接促使 铝酸盐离子液体的分解。2000年,Sheldon等人首次报道了离子液体作为非水极 性溶剂在Candidaantarctica酶催化反应中的应用,开创了非水溶剂中酶催化反应 研究的另一个新领域(Scheme1.4),研究表明:酶催化剂在离子液体反应体系中 并没有失去活性,反应速率与在常规有机溶剂中的相当或者更快,而离子液体所 具有的“高极性溶剂”的特点为那些大极性的反应底物,如碳水化合物在非水溶剂 中进行酶催化反应提供可能。
离子液体的研究历程
进入21世纪以后,新型离子液体,特别是功能 化离子液体的开发和应用研究已经受到普遍关 注,成为离子液体研究的方向和新的增长点。
因此,从时间发展的顺序来看,可以认为:对 于离子液体的研究经历了三个历史阶段:
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