功能化离子液体
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离子液体的功能化及其应用
1、改变反应介质：功能化离子液体可以作为反应介质，调节反应体系的酸 碱度、极性等参数，以影响反应速率和选择性。
2、稳定活性中心：某些功能化离子液体中含有的特定离子可以作为催化剂 的活性中心，通过配位作用稳定反应中间态，提高反应速率。
3、促进质子传递：功能化离子液体可以促进质子的传递，有利于反应体系 中的酸碱反应顺利进行。
4、改变反应路径：某些功能化离子液体可以改变反应路径，使得反应更加 容易进行，提高反应速率和选择性。
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有机基团则是功能化离子液体的另一重要组成部分，它们决定了离子液体的 物理化学性质，包括熔点、沸点、黏度等。通过选择合适的有机基团，可以实现 对离子液体性质的调控，以满足不同催化反应的需求。
功能化离子液体的催化作用
功能化离子液体在催化作用方面的表现与其独特的结构和性质密切相关。作 为催化剂时，离子液体主要通过以下方式发挥催化作用：
离子液体的功能化
要使离子液体具备特定的功能，通常需要进行功能化处理。功能化过程主要 是通过在离子液体中引入特定功能的基团或元素，从而改变其原有的性质。功能 化的方法主要有两种：直接合成法和改性法。直接合成法是在合成离子液体时， 直接引入所需的官能团或元素。而改性法则是在已有的离子液体中，通过化学反 应引入新的官能团或元素。
背景
功能化离子液体在催化反应中具有重要作用，它们可以作为催化剂、溶剂或 反应介质参与化学反应，有效地提高反应速率和选择性。近年来，随着绿色化学 和可持续发展的要求日益凸显，功能化离子液体在催化领域的应用和研究也得到 了广泛的发展。
功能化离子液体的组成和结构
功能化离子液体主要由两部分组成：离子和有机基团。其中，离子是功能化 离子液体的核心部分，主要包括铵离子、季铵离子、咪唑离子等。这些离子具有 独特的结构和性质，可以与有机基团进行灵活的组合，以获得具有特定功能的离 子液体。
功能化离子液体在锂二次离子电池中的应用
到 ０ ３ 之 间 。这 些 黏 度 小 、迁 移 数 稳 定 的 优 异 性 质 使 其 应 ．９ 用 为 在 锂 二 次 电池 的 电解 质 方 面 充 满 了 希 望 。
。
ｒＦ Ｉ Ｔ Ｓ 四种离 子液体 ，粘度较 大 ；以 １ Ｏ
（ 质量 分数 ）的
含量 加入 到 １ｍｏ／ ｉＦ ／ Ｃ Ｅ １：１ ｌ ＬＰ ６ Ｅ ＋Ｄ Ｃ（ Ｌ ）有机 电解 质
中国材料科技 与设备 （ 双月刊）
功能化离子液体在锂二次离子 电池 中的应用
２１年 ・ ４ ０２ 第 期
功 能 化 离 子 液 体 在 锂 二 次 离 子 电 池 中 的 应 用
林 立 立 ，杨 文 忠
（ 南京工业大学 理学院 ，江苏 南京 ２ ００ ） １ ０ ９
摘要 ：离子液体由于具有热稳 定性 好、电导率高、电化 学窗口宽、不挥发 、不燃烧等特 点，其作为新一代 功能化 电解 质材料在 不同电池体 系中的应 用成 为当前研 究的热 点。本文对功能化的 离子液体在 电池体 系中的最新研 究进展 作 了较为全
面 的 阐述 ，并 对 其 应 用前 景 进 行 了展 望 。
关键词 ：离子 液体 ；电解质 ；锂二次 电池 ；官能 团
中 图 分 类 号 ：ＴＭ９ ２ ９ １． 文 液体 （ Ｉ ）是 由特定 阳离子和阴离 子构成的在 ＲＴ Ｌ
室温 或 近 室 温 条件 下 呈 液 体 的 新 型 功 能 材 料 ，具 有 电 导 率 高 、蒸 汽 压低 、液 程 宽 、化 学 与 电化 学 稳 定 性 好 ，无 污 染 和易 回收等突 出的优点［ 。随 着离子 液体研 究 的逐步深 入 ，大量 新颖 的 室 温 离 子 液 体 正 在 不 断 的 出 现 ，这 也 是 离
。
ｒＦ Ｉ Ｔ Ｓ 四种离 子液体 ，粘度较 大 ；以 １ Ｏ
（ 质量 分数 ）的
含量 加入 到 １ｍｏ／ ｉＦ ／ Ｃ Ｅ １：１ ｌ ＬＰ ６ Ｅ ＋Ｄ Ｃ（ Ｌ ）有机 电解 质
中国材料科技 与设备 （ 双月刊）
功能化离子液体在锂二次离子 电池 中的应用
２１年 ・ ４ ０２ 第 期
功 能 化 离 子 液 体 在 锂 二 次 离 子 电 池 中 的 应 用
林 立 立 ，杨 文 忠
（ 南京工业大学 理学院 ，江苏 南京 ２ ００ ） １ ０ ９
摘要 ：离子液体由于具有热稳 定性 好、电导率高、电化 学窗口宽、不挥发 、不燃烧等特 点，其作为新一代 功能化 电解 质材料在 不同电池体 系中的应 用成 为当前研 究的热 点。本文对功能化的 离子液体在 电池体 系中的最新研 究进展 作 了较为全
面 的 阐述 ，并 对 其 应 用前 景 进 行 了展 望 。
关键词 ：离子 液体 ；电解质 ；锂二次 电池 ；官能 团
中 图 分 类 号 ：ＴＭ９ ２ ９ １． 文 液体 （ Ｉ ）是 由特定 阳离子和阴离 子构成的在 ＲＴ Ｌ
室温 或 近 室 温 条件 下 呈 液 体 的 新 型 功 能 材 料 ，具 有 电 导 率 高 、蒸 汽 压低 、液 程 宽 、化 学 与 电化 学 稳 定 性 好 ，无 污 染 和易 回收等突 出的优点［ 。随 着离子 液体研 究 的逐步深 入 ，大量 新颖 的 室 温 离 子 液 体 正 在 不 断 的 出 现 ，这 也 是 离
功能化离子液体的合成及应用
Ａ ｓｒ ｃ ： ｈ ｙ ｔｅ ｉ ｂ ｔａ ｔ ｅ ｓｎｈ ｓ Ｔ ｓ，ｐｏ ｅｔ ｓ ａ ｄ ａ ｐｉａｉ ｓｏ ａ ｋ ｓ ｅ ｉｃ ｉｎｃ ｌ ｕ ｄ （Ｔ Ｉ ｒｐ ｒ ｅ ｎ ｐ ｌ ｔ ｎ ｆｔｓ — ｐ ｃｆ ｏ ｉ ｉ ｉｓ ｉ ｃ ｏ ｉ ｑ Ｓ ｋ）ａｅ ｒｖｅ ｅ ．Ｂ ｈ ｒｆ ｎ ｆｄｆ ｒｎ ｉｄ ｆ ｒ ｅ ｉｗ ｄ ｙ ｔｅ ｇａ ｉｇ ｏ ｉ ｅｅ ｔ ｋｎ ｓ０ ｔ ｆ
ｆ ｎ ｔ ｎ ｌ ｅ ｇ ｏ ｐ ｏ ｔ ｃ ｍｍｏ ｉｎ ｃ ｌｑ ｉ ｓＴ Ｉ ｓ ａ ｅ ｃ ｏ ｌｓ ｅ ． ｅ ｃ ｉ ｎ ｕ ｃｉ ａｉ ｄ ｒｕ ｓ ｎｏ ｏ ｏ ｚ ｎ ｏ ｉ ｉ ｕ ｄ ， Ｓ Ｌ ｌ ａ ｃ ｍｐ ｉｈ ｄ Ａｓ ｒ ａ ｔｏ ｍｅ ｉ ａ ｄ ｃ ｔ ｌ ｓ ｄ ａ ｎ ａ ａｙ ｔ ｔ ｅ ｉｅ ｎ ａ ｉ ｎ ，ｃ ｔ ｎ ａ ｄ ｄ ａ ｕ ｃ ｉ ｎ ｌ ｙ ｈ ｓｚｓ ｉ ｎｏ ａ ｉ ｎ ｕ ｌ ｆ ｎ ｔ ａｉ ． ｏ ｏ ｔ Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｓＴ Ｉ ｓ ； ｒ ｐ ｒ ｔ ｎ；ｒ ｐ ｒｉｓ ； ｒ ａ ｉ ｓ ｎ ｈ ｓ ｓ ；ｐ ｌ ａｉ ｎ ｄ ： Ｓ Ｌ ｐ ｅ ａ ａ ｉ ｐ ｏ ｅ ｔｅ ｏ ｇ ｎ ｃ ｙ ｔ ｅ ｉ ａ ｐ ｉ ｔｏ ｏ ｃ ｉ ｎ ｉ ｒ ａ ｉ ｓ ｎ Ｓ Ｌ ａ ｅ ｐ ｌｃ ｔ ｓ ｎ ｏ ｇ ｎ ｃ ｙ － ｏ
离子液体是在室温或室温附近呈液体 ， 由 体中 Ｃ Ｏ 的分离 、 气体纯化 和 Ｃ ： Ｏ 的固定工作。 有机阳离子和无机阴离子或有机阴离子构成 的 Ｂ ｔ ａｅ ｓ等 合成 了 ｌ 一丁基 一 一 ３ ３ （一氨基丙基 ） 咪 ｆ （ ｓ ［ １ ｌ 离 子液体具有可调性 ， 根据不 同需要改变其 唑四氟硼酸盐 。 并将其用 于吸收 Ｃ 反应式见 Ｏ。 阴 阳离 子 结 构 可 以 达到 设 计 者 的 目的 。 离子 液 （ ２） ３１ 手 性 离 子 液 体 ．． ７ 体被称为“ 设计者的溶剂” 。 日 Ｓ ｚｏｇ Ｌ ｏ ｎ ａ ｈｎ ｕ 等以脯 氨酸为原 料合成 了 ２ 本 文综 述 了迄 今见诸报 道的 多种 功能化 不对称 的金属有 机催化剂 ， 并将其应 用于环 己 离子液体， 分类总结 了各种离子液体的合成及 ｆ 产率达 到 ９ ％。反应 ９ ， （） 酮的不对称加成 反应中 ， 性质，简要地介绍 了其在有机合成 中的应用。 式见（ ） ６ Ｏ １ 功能化离子液体的制备 Ｎ Ｏ？—５ｔｏ％ ｃ ｔ １ ｏ ｌ ａ ／ 、 阴 阳离 子中引入 一个或多个 官能 团或阴 附 ∞ ？— ｍｏ — ５ Ｐ ， Ｆ ￣Ｔ Ａ 阳离子本省具有特定的结构而具有某种特殊功 ＳＶ ｚｕａ等ｌ合成 了 １ 一二 氨基 丙基 ．．Ｄ ｙｂ ９ Ｊ ， ３ ＲＴ 能， 或在反应 中作为溶剂或催化剂 ， 即被称为功 咪唑溴盐 。反应式 见（ ） ｏ ｇＴ 等Ｉ对其 ３ 。Ｒ ｎ ａ ｎ 】 ０ １ ３２阴 离 子 功 能 化 能化离子液体【 。将卤化物 、 有机酸 卤化物 、卤 进一步研究， 将其应 用于多烯的立体催化 。 功 能 化 的 阴离 子 主要 有 Ｏ Ｈ一 、 ＦＳ Ｃ ￣Ｏ一 代醇 、卤化羧酸及其衍 生物和催化剂等功能团 ＦＣ ２— — ＯＣ ３ 、 Ｈ３Ｈ （Ｆ ） Ｈ Ｃ 一 ３ＯＳ Ｎ Ｓ ２Ｆ一 Ｃ Ｃ Ｂ ３Ｃ ２ Ｎ 尸 、 Ⅷ 、 ¨ — ｉ 一 一 键合到的阳阴离子上， 以合成不 同功 能化的 、 一 可 和 ｃ 一等。 如 Ｔ ｏ ａｇ 等报道 了功能化 Ｎ 例 ａｉ ＊ ｊ ｎ 离子液体 。 ㈦ 离 子液 体［ｍｉ Ｏ 胺 吸 收 Ｃ 的反应 中 ， Ｂ ｍ］Ｈ， Ｏ 作 在研 究 Ｂ ｃｍａ ｅｋ ｎ重排 反应的过程 中 “ Ｄ 为 催化 剂 和溶 剂 ，可 以较好 的吸收 。再 如 ， 等。 引 以烷基咪唑和卤代 羧酸反应， 经离子交换 在 ３１３ 酰 胺 功 能 化 ．－ Ｙ ｑａｇ Ｚ ａ ｇ ｎ ｎ ａ ｉ ｈｎ ｔ 等合成 了双氨基 磷酸盐离 子 合成了羧酸型离子液体［ａｌ ］Ｆ。 Ｂｃ Ｂ 将其负载于 ｍ ｘｕ Ｄ Ｑ等 合成 了酰胺功能化 的离子液 液体［Ｐ ４ ３一【 ｌ］ ａ４ ４ ］ Ｇｙ， 并用 于吸 收 Ｃ ２ Ｏ。 硅胶 的纳 米 孔 中 可作 为 高 效 脱 肟 的 催化 剂 。 体 ３ （ ，Ｎ 一二 乙基 氨 甲酰 基 甲基 ）一 一 甲 一Ｎ １ ４结 论 ２功能化离子液体 的性质 基咪唑四氟硼酸盐 。 杨文 龙等ｌ对其进行 近一 ｌ ２ Ｉ 功能 化离子 液体 在有机 合成 中得 到了广 功 能化离子液体 具有普 通离子液 体 的通 步研 究 ， 将其应用 在在缩醛 （ ） 酮 化反应 中， 获 泛应用 ， 展示 了诸多独特 的优点 。可 以预见 并 性 。例如 ： 液态温度范 围宽， 蒸气压极低， 溶解能 得 了 比传 统离 子液 体 １ 一正 己烷 一 一甲基 咪 随着研究 的不 断深入， ３ 功能化 离子液 体在有 力 强， 酸性可调 ， 对人和环境 低毒 ， 可循 环使用 唑 ， 率收率高。 产 机合成领域 中的应用 将会得到进一步扩大 。 等。 ３１ 羟 基 功 能 化 ．． ４ 参考文献 ３功能化离子液体在有机合成 中的应用 徐欣 明［１ 报道 了羟基 功 能化 离子 液体 ［】 ｏ ｇ ｉ Ｌ， Ｆ ｎ Ｓ ｉ ｈ Ｇ ｏ ａ ｄ １ ３ 等 １Ｄ ｎ ｍｅ ｉ ｅｇ ｈ， ｕ Ｓ ｕ ｎ ∞ 功能化离 子液体 在有机反 应 中作 为反应 氯化 ｌ （一羟 乙基 ）３ 一２ 一 一甲基 咪唑盐， 以作为 Ｙｏ ｑ ａ Ｄｅ ｇ ． Ｏｎ － ￣ ｓ ｎ ｈ ｓｓ ｏ ｓｌ ａ 可 ｕｕ ｎ ｎ ｅｐ ｙ ｔ ｅ ｉ ｆ ｉ ｃ ｉ 介质或催化剂， 可以改变反应机理 ， 使催 化剂的 芳 香醛 和活泼 亚 甲基化 合物进 行 的 Ｋ ｏｖ— ｇ ｌ ・ ｌ ｄ ｆ ｎ ｔｏ ａ ｉｎ ｃ ｌ ｉ ｓｅ ｅ ｔ ｅ ｎｅｅ ｅ ￣ ｍ， ｕ ｃｉ ｎ ｌ ｏ ｉ ｉ ｄ ： ｃ ｉ ｄ ｑｕ ｖ ㈦ 活性 、 稳定性更好 、 选择性 、 转化率更高 。 ａａ ｙ ｔ ｆｒ ｅ ｘ ｍａ ｉ ｕ ｄ ｒ ｏ ｌ ｃ ｎ ｉ ｏ — ｉ ｎｇｌ缩 合反应的催化剂，以 ８ ａｅ ２％ ～９ ７％的 ｃ ｔｌ ｓｓ ｏ ｄ ｏ ｉ ｔ ｎ ｎ ｅ ｍｉｄ ｏ ｄ ｔ ｎ ３１阳离子的功能化 ． 产率生成相应 的 Ｅ式 烯烃 。 ｓ ｅ ａｅｒｎ Ｌ ｔｒ ４ （０ ４ ６ － ６ Ｔ ｔ ｈ ｄｏ ｅ ｅｓ ５ ２ ０ ）２ ５ ２ ８ ｒ ｔ ３１１ ．．磺酸基功能化 ３１ ．． ５酯基 功能化 ［】 Ｆｅｍ ｔ ， Ｍ． Ｃ ｅ ２ ｒｅ ａ ｌ ｎ ｅ ｈｍ． Ｅ ｇ Ｎ ｗ １９ ， ｎ ． ｅ ｓ ９ ８ 顾 彦龙 等１ 成功 能化酸性 离子 液体 １ ６ １ 合 一 朱立业 ｌ等合成 了酯基 功能化离 子液体 ７６． ３２． ｌ 甲基 一 一 ４ ３ （ 一磺酸基 丁基 ） 唑三氟 甲基磺 酸 １ 咪 一乙酸乙酯基 一 一甲基眯唑 四氟硼 酸盐，并 【］ Ｓｎ － Ｌ ｅ Ｆ ｎｔ ｎ ｉ ｄ ｉ ｄｚｌ ｍ ３ ３ ａｇ ￣ ｅ ． ｕ ｅ ｏａｚ ｍｉａｏｉ ｉ ｌ ｅ ｕ 盐， 将其作 为催化剂， 于烯烃 的低 聚反应 ， 用 转 采用核 磁共振 、 ｌ ｆ ａ ｓ ｒ ｔ ｓ — ｐ ｃｆ ｏ ｉ ｉ ｕ ｄｓ ｎ ｈ ｉ ｉ 红外光谱 、 素分析 对其进 行 ｓ ｔ ｏ ａ ｋ ｓ ｅ ｉ ｃ ｉ ｎ ｃ ｌｑ ｉ ａ ｄ ｔ ｅ ｒ 元 化 率 达 到 ６ ％一 ９ 。 ８ ９％ ｐｉ ｔ ｓ ｃ ｏ Ｃｈ ｍ． ｅ Ｃｏ ｍｍｕ ． ｎ， ２０， ０ ６ 了结构表征 ， 对功能化离 子液体 的基本物 化性 Ａｐ ｌ ａｉ ｎ ． ０ —１ ６ Ｉ ０ ９． ＸａｆｉＬｕ等１ 成 了双 咪唑双磺酸基溴 质 、 温性 、 湿性 、 解性 、 ｉｏ ｉ ７ ｅ １ 合 黏 吸 溶 熔点及 热稳定 性 １ ４９ ０ ３ １ ４ 盐 ， 其应用于贝克曼重排反应 中， 并将 反应产率 等进行了研究 。反应式见 （ ） ４。 【 刘 宝友 。， ４ ］ 。 韩菊 ， 福祥 ， 建芳 １功 能 魏 董 ． ． 较高 。反应式见（ ） １ 化 离子液体及其在 有机合 成 中的应 用［】 Ｊ． 河北 ０
ｆ ｎ ｔ ｎ ｌ ｅ ｇ ｏ ｐ ｏ ｔ ｃ ｍｍｏ ｉｎ ｃ ｌｑ ｉ ｓＴ Ｉ ｓ ａ ｅ ｃ ｏ ｌｓ ｅ ． ｅ ｃ ｉ ｎ ｕ ｃｉ ａｉ ｄ ｒｕ ｓ ｎｏ ｏ ｏ ｚ ｎ ｏ ｉ ｉ ｕ ｄ ， Ｓ Ｌ ｌ ａ ｃ ｍｐ ｉｈ ｄ Ａｓ ｒ ａ ｔｏ ｍｅ ｉ ａ ｄ ｃ ｔ ｌ ｓ ｄ ａ ｎ ａ ａｙ ｔ ｔ ｅ ｉｅ ｎ ａ ｉ ｎ ，ｃ ｔ ｎ ａ ｄ ｄ ａ ｕ ｃ ｉ ｎ ｌ ｙ ｈ ｓｚｓ ｉ ｎｏ ａ ｉ ｎ ｕ ｌ ｆ ｎ ｔ ａｉ ． ｏ ｏ ｔ Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｓＴ Ｉ ｓ ； ｒ ｐ ｒ ｔ ｎ；ｒ ｐ ｒｉｓ ； ｒ ａ ｉ ｓ ｎ ｈ ｓ ｓ ；ｐ ｌ ａｉ ｎ ｄ ： Ｓ Ｌ ｐ ｅ ａ ａ ｉ ｐ ｏ ｅ ｔｅ ｏ ｇ ｎ ｃ ｙ ｔ ｅ ｉ ａ ｐ ｉ ｔｏ ｏ ｃ ｉ ｎ ｉ ｒ ａ ｉ ｓ ｎ Ｓ Ｌ ａ ｅ ｐ ｌｃ ｔ ｓ ｎ ｏ ｇ ｎ ｃ ｙ － ｏ
离子液体是在室温或室温附近呈液体 ， 由 体中 Ｃ Ｏ 的分离 、 气体纯化 和 Ｃ ： Ｏ 的固定工作。 有机阳离子和无机阴离子或有机阴离子构成 的 Ｂ ｔ ａｅ ｓ等 合成 了 ｌ 一丁基 一 一 ３ ３ （一氨基丙基 ） 咪 ｆ （ ｓ ［ １ ｌ 离 子液体具有可调性 ， 根据不 同需要改变其 唑四氟硼酸盐 。 并将其用 于吸收 Ｃ 反应式见 Ｏ。 阴 阳离 子 结 构 可 以 达到 设 计 者 的 目的 。 离子 液 （ ２） ３１ 手 性 离 子 液 体 ．． ７ 体被称为“ 设计者的溶剂” 。 日 Ｓ ｚｏｇ Ｌ ｏ ｎ ａ ｈｎ ｕ 等以脯 氨酸为原 料合成 了 ２ 本 文综 述 了迄 今见诸报 道的 多种 功能化 不对称 的金属有 机催化剂 ， 并将其应 用于环 己 离子液体， 分类总结 了各种离子液体的合成及 ｆ 产率达 到 ９ ％。反应 ９ ， （） 酮的不对称加成 反应中 ， 性质，简要地介绍 了其在有机合成 中的应用。 式见（ ） ６ Ｏ １ 功能化离子液体的制备 Ｎ Ｏ？—５ｔｏ％ ｃ ｔ １ ｏ ｌ ａ ／ 、 阴 阳离 子中引入 一个或多个 官能 团或阴 附 ∞ ？— ｍｏ — ５ Ｐ ， Ｆ ￣Ｔ Ａ 阳离子本省具有特定的结构而具有某种特殊功 ＳＶ ｚｕａ等ｌ合成 了 １ 一二 氨基 丙基 ．．Ｄ ｙｂ ９ Ｊ ， ３ ＲＴ 能， 或在反应 中作为溶剂或催化剂 ， 即被称为功 咪唑溴盐 。反应式 见（ ） ｏ ｇＴ 等Ｉ对其 ３ 。Ｒ ｎ ａ ｎ 】 ０ １ ３２阴 离 子 功 能 化 能化离子液体【 。将卤化物 、 有机酸 卤化物 、卤 进一步研究， 将其应 用于多烯的立体催化 。 功 能 化 的 阴离 子 主要 有 Ｏ Ｈ一 、 ＦＳ Ｃ ￣Ｏ一 代醇 、卤化羧酸及其衍 生物和催化剂等功能团 ＦＣ ２— — ＯＣ ３ 、 Ｈ３Ｈ （Ｆ ） Ｈ Ｃ 一 ３ＯＳ Ｎ Ｓ ２Ｆ一 Ｃ Ｃ Ｂ ３Ｃ ２ Ｎ 尸 、 Ⅷ 、 ¨ — ｉ 一 一 键合到的阳阴离子上， 以合成不 同功 能化的 、 一 可 和 ｃ 一等。 如 Ｔ ｏ ａｇ 等报道 了功能化 Ｎ 例 ａｉ ＊ ｊ ｎ 离子液体 。 ㈦ 离 子液 体［ｍｉ Ｏ 胺 吸 收 Ｃ 的反应 中 ， Ｂ ｍ］Ｈ， Ｏ 作 在研 究 Ｂ ｃｍａ ｅｋ ｎ重排 反应的过程 中 “ Ｄ 为 催化 剂 和溶 剂 ，可 以较好 的吸收 。再 如 ， 等。 引 以烷基咪唑和卤代 羧酸反应， 经离子交换 在 ３１３ 酰 胺 功 能 化 ．－ Ｙ ｑａｇ Ｚ ａ ｇ ｎ ｎ ａ ｉ ｈｎ ｔ 等合成 了双氨基 磷酸盐离 子 合成了羧酸型离子液体［ａｌ ］Ｆ。 Ｂｃ Ｂ 将其负载于 ｍ ｘｕ Ｄ Ｑ等 合成 了酰胺功能化 的离子液 液体［Ｐ ４ ３一【 ｌ］ ａ４ ４ ］ Ｇｙ， 并用 于吸 收 Ｃ ２ Ｏ。 硅胶 的纳 米 孔 中 可作 为 高 效 脱 肟 的 催化 剂 。 体 ３ （ ，Ｎ 一二 乙基 氨 甲酰 基 甲基 ）一 一 甲 一Ｎ １ ４结 论 ２功能化离子液体 的性质 基咪唑四氟硼酸盐 。 杨文 龙等ｌ对其进行 近一 ｌ ２ Ｉ 功能 化离子 液体 在有机 合成 中得 到了广 功 能化离子液体 具有普 通离子液 体 的通 步研 究 ， 将其应用 在在缩醛 （ ） 酮 化反应 中， 获 泛应用 ， 展示 了诸多独特 的优点 。可 以预见 并 性 。例如 ： 液态温度范 围宽， 蒸气压极低， 溶解能 得 了 比传 统离 子液 体 １ 一正 己烷 一 一甲基 咪 随着研究 的不 断深入， ３ 功能化 离子液 体在有 力 强， 酸性可调 ， 对人和环境 低毒 ， 可循 环使用 唑 ， 率收率高。 产 机合成领域 中的应用 将会得到进一步扩大 。 等。 ３１ 羟 基 功 能 化 ．． ４ 参考文献 ３功能化离子液体在有机合成 中的应用 徐欣 明［１ 报道 了羟基 功 能化 离子 液体 ［】 ｏ ｇ ｉ Ｌ， Ｆ ｎ Ｓ ｉ ｈ Ｇ ｏ ａ ｄ １ ３ 等 １Ｄ ｎ ｍｅ ｉ ｅｇ ｈ， ｕ Ｓ ｕ ｎ ∞ 功能化离 子液体 在有机反 应 中作 为反应 氯化 ｌ （一羟 乙基 ）３ 一２ 一 一甲基 咪唑盐， 以作为 Ｙｏ ｑ ａ Ｄｅ ｇ ． Ｏｎ － ￣ ｓ ｎ ｈ ｓｓ ｏ ｓｌ ａ 可 ｕｕ ｎ ｎ ｅｐ ｙ ｔ ｅ ｉ ｆ ｉ ｃ ｉ 介质或催化剂， 可以改变反应机理 ， 使催 化剂的 芳 香醛 和活泼 亚 甲基化 合物进 行 的 Ｋ ｏｖ— ｇ ｌ ・ ｌ ｄ ｆ ｎ ｔｏ ａ ｉｎ ｃ ｌ ｉ ｓｅ ｅ ｔ ｅ ｎｅｅ ｅ ￣ ｍ， ｕ ｃｉ ｎ ｌ ｏ ｉ ｉ ｄ ： ｃ ｉ ｄ ｑｕ ｖ ㈦ 活性 、 稳定性更好 、 选择性 、 转化率更高 。 ａａ ｙ ｔ ｆｒ ｅ ｘ ｍａ ｉ ｕ ｄ ｒ ｏ ｌ ｃ ｎ ｉ ｏ — ｉ ｎｇｌ缩 合反应的催化剂，以 ８ ａｅ ２％ ～９ ７％的 ｃ ｔｌ ｓｓ ｏ ｄ ｏ ｉ ｔ ｎ ｎ ｅ ｍｉｄ ｏ ｄ ｔ ｎ ３１阳离子的功能化 ． 产率生成相应 的 Ｅ式 烯烃 。 ｓ ｅ ａｅｒｎ Ｌ ｔｒ ４ （０ ４ ６ － ６ Ｔ ｔ ｈ ｄｏ ｅ ｅｓ ５ ２ ０ ）２ ５ ２ ８ ｒ ｔ ３１１ ．．磺酸基功能化 ３１ ．． ５酯基 功能化 ［】 Ｆｅｍ ｔ ， Ｍ． Ｃ ｅ ２ ｒｅ ａ ｌ ｎ ｅ ｈｍ． Ｅ ｇ Ｎ ｗ １９ ， ｎ ． ｅ ｓ ９ ８ 顾 彦龙 等１ 成功 能化酸性 离子 液体 １ ６ １ 合 一 朱立业 ｌ等合成 了酯基 功能化离 子液体 ７６． ３２． ｌ 甲基 一 一 ４ ３ （ 一磺酸基 丁基 ） 唑三氟 甲基磺 酸 １ 咪 一乙酸乙酯基 一 一甲基眯唑 四氟硼 酸盐，并 【］ Ｓｎ － Ｌ ｅ Ｆ ｎｔ ｎ ｉ ｄ ｉ ｄｚｌ ｍ ３ ３ ａｇ ￣ ｅ ． ｕ ｅ ｏａｚ ｍｉａｏｉ ｉ ｌ ｅ ｕ 盐， 将其作 为催化剂， 于烯烃 的低 聚反应 ， 用 转 采用核 磁共振 、 ｌ ｆ ａ ｓ ｒ ｔ ｓ — ｐ ｃｆ ｏ ｉ ｉ ｕ ｄｓ ｎ ｈ ｉ ｉ 红外光谱 、 素分析 对其进 行 ｓ ｔ ｏ ａ ｋ ｓ ｅ ｉ ｃ ｉ ｎ ｃ ｌｑ ｉ ａ ｄ ｔ ｅ ｒ 元 化 率 达 到 ６ ％一 ９ 。 ８ ９％ ｐｉ ｔ ｓ ｃ ｏ Ｃｈ ｍ． ｅ Ｃｏ ｍｍｕ ． ｎ， ２０， ０ ６ 了结构表征 ， 对功能化离 子液体 的基本物 化性 Ａｐ ｌ ａｉ ｎ ． ０ —１ ６ Ｉ ０ ９． ＸａｆｉＬｕ等１ 成 了双 咪唑双磺酸基溴 质 、 温性 、 湿性 、 解性 、 ｉｏ ｉ ７ ｅ １ 合 黏 吸 溶 熔点及 热稳定 性 １ ４９ ０ ３ １ ４ 盐 ， 其应用于贝克曼重排反应 中， 并将 反应产率 等进行了研究 。反应式见 （ ） ４。 【 刘 宝友 。， ４ ］ 。 韩菊 ， 福祥 ， 建芳 １功 能 魏 董 ． ． 较高 。反应式见（ ） １ 化 离子液体及其在 有机合 成 中的应 用［】 Ｊ． 河北 ０
功能化离子液体的研究应用进展
０ 引 言
墨
蚩Leabharlann １ 功能化离子液体在药物合成 中的应用
２ 功能化离子液体在分离领域 中的应用
２ ０ ０ ６ 年． Ｓ ｈ ａ ａ ｂ ａ ｎ ｉ ［ 等报 道 了离 子液体 ［ Ｂ ｍ ｉ ｍ ］ Ｂ ｒ 催 化 乙醛 、 氰 化 与传统有机 溶剂相 比． 功能化离子液体具 有温度 区间大 、 溶解 范 物和 ２ 一 氨基 一 ５ 一 甲基 嘧啶在 室温条 件下 一锅法 合成 了 ３ 一 氨基 咪唑 围广 、 良好 的化学和热稳定性 等优点 ， 其在分 离中草药 中有效成分有 ｛ １ ， ２ 一 ｝ 嘧啶 ， 与传统方法相 比， 该方法缩短了反应的时间， 极 大的简化 愚Ｈ 着广泛的应用 了反应历程 ． 催 化剂可循环使用 ４ 次， 产率为 ７ ０ ％ 一 ９ ９ ％。（ 如图 １ ） ２ ０ ０ ７年 ． 杜 甫佑 嘲等利用 眯唑盐离子液体 为溶剂 ． 采用 微波辅助 ９ ＋一 一 Ｎ Ｈ ２ ｆ Ｂｍ ｉ ｍｌ Ｂ ｒ 的方法对石蒜 中的石蒜碱 、力克拉敏 和加兰他 敏生物碱进行了分离 ． Ｊ Ｌ ＂ Ｈ Ｒ３ －Ｎ－ － ＿ ｃ ＲＩ ／ ｒ ， ｔ， ３ｈ 并将这种方法与传统有机溶剂和传统萃取技术 进行 了对 比研究 。 结果 表明 ． 以１ ． Ｏ ｍｏ １ ／ Ｌ氯化 １ 一 丁基一 ３ 一 甲基 咪唑盐离子液 体（ ［ Ｂ ｍｉ ｍ ｌ Ｃ １ ） 溶 液为溶剂 ， 液 固比（ ｍ Ｌ ： ｇ ） １ ５ ： １ ， ８ ０ ％ 微波辅 助萃 取 ｌ Ｏ ｍ ｉ ｎ ， 石蒜 碱 、 力克 图１ 拉敏和加兰他敏生物碱 的萃取率 分别为 ２ ． ７ ３ ０ 、 ０ ． ８ ５ ７和 ０ ． １ ７ ９ ａ ｒ ｇ ／ ｇ 。与 该方法快速 高效 、 环境友好 。 噻唑的衍生物是一 些抗炎药 、抗 癌剂和抗高血 压药剂的有效成 传统的萃取方法相比 ． ２ ０ ０ ８ 年． 夏 禹杰ｐ ３ １ 等报 道了 以等人 利用溴 化一 １ 一 乙基一 ３ 一 甲基 咪 分。 ２ ０ ０ ６ 年， Ｌ ｅ ｔ ・ ８ １ 等报道 了离子液体［ Ｂ ｍ ｉ ｍ ｌ ［ Ｂ ｒ ３ ｌ 催 化下一锅法合成 了噻 超声 强化从黄 花蒿中提取青蒿 素 ． 在３ ０ ｍ ｉ ｎ内提取 率达 唑 的衍 生物 ２ 位取代 的苯并噻唑 ，该方法 缩短 了反应 的时间 ，产率 唑离子液体 ． 到了 ９ ７ ％． 与传统石油醚超 声提取相 比 ． 提取率为 ８ ０ ％一 ９ ０ ％， 提 取率 ６ ０ — ８ １ ％。 （ 如图２ ） 得 到很大提高 ． 同时 大大缩短 了提取 时间 ． 其所在课题 组筛选 出了对 青 蒿素溶解度很 高的非挥发性的室温离子液体 ． 解决 了青蒿素提取 中 ｌ Ｂ ｍ ｉ ｍ ］ ［ Ｂ ｒ ３ ］ … ， ＋ ＲＲ ＮＨ 一 使用 易燃 、 易爆 、 强挥发性溶 剂存在 的问题 。利用离子液 体特殊 的性 ｒ ． ｔ ． １ Ｏ ｈ 质 ．可以针对所要提取 的物质去设计对其 选择性高 的功能化离子液 体． 用提取特异性更高 的离子液体提取青蒿素依 然是分离领域 的一个 产率６ ８ １ ％ 研究重点 。 图２ ２ ０ １ ０年 ． 张之达 等报道 了以离子液体 ｌ 一 丁基一 ３ 一甲基咪唑双三 喹唑啉酮类衍 生物是一类具有 良好生物活性 的含氮 杂环 化合物 ． 氟 甲基磺 酰亚胺镝盐 （ 『 Ｂ ｉ ｎ ｉ Ｉ ｎ ］ Ｔ ｆ ２ Ｎ ） （ 图６ ） 为萃 取剂 ， 采用微波辅 助萃 因其结构可变及高 效的生物活性 ， 其在抗菌 、 抗肿 瘤 、 抗癌 、 抗Ｈ Ｉ Ｖ — ｌ 取法对川 Ｉ 芎 中的洋川芎 内酯 Ｉ 和 Ｈ及藁本内酯的萃 取进行了研究 ． 活
功能化离子液体在二氧化碳捕集、活化及化学转化中的应用共3篇
功能化离子液体在二氧化碳捕集、活化及化学转化中的应用共3篇功能化离子液体在二氧化碳捕集、活化及化学转化中的应用1功能化离子液体在二氧化碳捕集、活化及化学转化中的应用近年来，随着全球二氧化碳排放和气候变化问题的日益引起关注，人们对于二氧化碳的捕集、活化和化学转化的研究也越来越重要。
功能化离子液体是一类新型的绿色溶剂，在二氧化碳捕集、活化及化学转化中有着广泛的应用前景。
一、功能化离子液体的概念及特点离子液体是指在常温常压下，不含水的稳定离子化合物，通常是由大的有机阳离子或阴离子与小的无机或有机阴离子或阳离子相互配对形成的。
而功能化离子液体则是指加入了功能化基团的离子液体，因此其具有更加明显的物化性质和更广泛的应用领域。
以二氧化碳的捕集为例，功能化离子液体具有以下特点：1) 较高的二氧化碳溶解度：与传统有机溶剂相比，功能化离子液体具有更高的二氧化碳溶解度，从而提高二氧化碳的吸收效率和溶解速率；2) 可控的气相/液相反应：由于离子液体具有内禀的分子结构和高的热动力学稳定性，这使得它可以作为反应介质，在地球表面压力下促进二氧化碳与其他化合物的反应，进而实现二氧化碳转化；3) 与功能化基团的结构紧密相关：不同的功能化基团会影响离子液体的性质和功能，因此在选择功能化离子液体时需要根据实际需要进行合理的设计和选择。
二、功能化离子液体在二氧化碳捕集中的应用在二氧化碳捕集方面，功能化离子液体具有更高的二氧化碳吸收率和溶解度，这对于CO2捕集和封存技术有着重要的作用。
例如，目前的二氧化碳捕集技术中使用的胺类溶剂虽然能够有效地将二氧化碳吸附到液体中，但其存在氨气的气味和水分蒸发等问题，而离子液体则可以避免这些问题的出现。
此外，功能化离子液体还可以通过嵌段化学结构、表面结构调整等方式，进一步提高二氧化碳的吸收效率和选择性。
三、功能化离子液体在二氧化碳化学转化中的应用除了作为捕集剂以外，功能化离子液体还能够促进二氧化碳的化学转化，例如将二氧化碳转化为燃料或高附加值化学品，或者将二氧化碳与其他化合物反应得到新型化合物。
功能化离子液体的合成工艺优化与表征
Ｚ Ｈ ＡＮＧ Ｌｉ — ｒ ｏ ｎ ｇ， ＹＩ Ｆｅ ｎ ｇ — ｐ ｉ ｎ ｇ ， Ｚ Ｈ ＡＮＧ Ｘｕ ａ ｎ， Ｚ ＯＵ Ｊ ｉ ａ ｎ — ｚ ｈ ｏ ｎ ｇ
（ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｐ ｅ ｒ ｆ ｕ ｍｅ ａ ｎ ｄ Ａｒ ｏ ｍａ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ， Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ， Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ ２ ０ １ ４ １ ８ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
中图分 类号 ： Ｏ６ ２ １ ． ２ ５ 文献 标志码 ： Ａ
文章编 号 ： ０ ３ ６ ７ － ６ ３ ５ ８ （ ２ ０ １ ３ ） ０ １ － ０ ０ ４ ６ — ０ ６
Ｏｐ ｔ ｉ ｍｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ Ｓ ｙ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｓ ａ ｎ ｄ Ｃｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ Ｆｕ ｎ ｃ ｔ ｉ ０ ｎ ａ ｌ ｉ ｚ ｅ ｄ Ｉ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｌｉ ｑ ｕ ｉ ｄ ｓ
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：ｆ ｕ ｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｉ ｚ ｅ ｄ ｉ ｏ ｎ ｉ ｃ ｌ ｉ ｑ ｕ ｉ ｄ；ｓ ｙ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｓ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ；ｏ ｐ ｔ ｉ ｍｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ；ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ
功 能化离 子 液体 作 为 理 想 的绿 色 高 效催 化 剂 ，
已在一 系列反 应 过程 中显 示 出 高催 化 活 性 、 高选 择 性 和提 高反应 速度 等优 越性［ １ ］ 。离 子液体 的使 用使 得 产物 易于 分 离 ， 催 化剂可循环利用 ， 污 染 大 大 减 少， 真正 实现 “ 绿 色 催 化” ［ ２ ］ 。近年 来 ， 功 能 化 离子
（ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｐ ｅ ｒ ｆ ｕ ｍｅ ａ ｎ ｄ Ａｒ ｏ ｍａ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ， Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ， Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ ２ ０ １ ４ １ ８ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
中图分 类号 ： Ｏ６ ２ １ ． ２ ５ 文献 标志码 ： Ａ
文章编 号 ： ０ ３ ６ ７ － ６ ３ ５ ８ （ ２ ０ １ ３ ） ０ １ － ０ ０ ４ ６ — ０ ６
Ｏｐ ｔ ｉ ｍｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ Ｓ ｙ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｓ ａ ｎ ｄ Ｃｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ Ｆｕ ｎ ｃ ｔ ｉ ０ ｎ ａ ｌ ｉ ｚ ｅ ｄ Ｉ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｌｉ ｑ ｕ ｉ ｄ ｓ
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功 能化离 子 液体 作 为 理 想 的绿 色 高 效催 化 剂 ，
已在一 系列反 应 过程 中显 示 出 高催 化 活 性 、 高选 择 性 和提 高反应 速度 等优 越性［ １ ］ 。离 子液体 的使 用使 得 产物 易于 分 离 ， 催 化剂可循环利用 ， 污 染 大 大 减 少， 真正 实现 “ 绿 色 催 化” ［ ２ ］ 。近年 来 ， 功 能 化 离子
酸功能化离子液体催化果糖脱水制备5-羟甲基糠醛
前言在19到20世纪，以化石资源为物质基础，人类的化学工业文明取得了辉煌成就。
然而化石资源是储量有限的不可再生资源，不可避免地走向衰竭。
此外，化石资源的滥用也给我们赖以生存的环境带来了巨大压力：水污染、空气污染、全球变暖等无一不在提醒我们寻找新型可再生的清洁资源。
在环保意识和绿色化学的概念逐渐深入人心的今天，以生物质资源为原料制备重要化学品或急需燃料已得到世界各国的普遍重视。
糖类是最受关注的生物质资源的一种，其中由果糖脱水合成5-羟甲基糠醛（HMF）及其衍生物也成为当前的研究热点。
5-羟甲基糠醛（HMF）具有芳醇、芳醛的结构，并且拥有吠喃环体系，具有高反应活性和聚合能力，对于人体具有细胞低毒性和低诱变性，其衍生物被广泛的用作杀真菌剂、腐蚀抑制剂、香料；同时还是作为合成药物、耐热聚合物以及络合的大环化合物的先导化合物。
HMF的衍生物可以代替由石油加工得到的苯系化合物作为合成高分子材料的原料，例如2, 5-呋喃二酸可以替代对苯二酸合成聚醋、2, 5-呋喃二醛、2, 5-呋喃二醇可以替代相应的苯系化合物合成可降解的生物高分子材料。
可见，HMF是跨在碳水化合物化学和石油化学之间的一种新型平台化合物，有希望成为利用生物质资源替代化石资源合成化学品路线的突破点，其应用前景十分广阔。
对于该反应的研究主要集中在对催化剂的研究上。
早期，科研人员采用含氧的无机酸例如硫酸、磷酸作为果糖脱水反应的催化剂，但存在设备腐蚀和污染环境的问题。
后来，人们开始尝试有机酸类催化剂如草酸以及一些盐类化合物。
最近几年研究比较多的催化剂是具有Brφnsted和Lewis两种酸型新型酸功能化离子液体。
这种催化剂无论是反应的选择性还是催化剂的回收利用方面都较其它的催化剂效果好。
本课题研究的主要内容包括以下三点：1. 考察在常规酸催化作用下溶剂效应、催化剂种类、催化剂用量、果糖浓度反应时间和反应温度等各种因素对合成反应产率的影响。
2. 合成出功能化离子液体，并采用红外、核磁确认其结构、采用乙腈和吡啶探针红外谱图表征其酸性特征。
功能化离子液体的分类
功能化离子液体：分类与特性离子液体，作为一种新型的绿色溶剂，由于其独特的物理化学性质，被广泛应用于化学反应、电化学、分离过程等领域。
功能化离子液体是离子液体经过特殊设计，使其具有特定的化学或物理功能。
以下是功能化离子液体的主要分类：1. 疏水性离子液体（Hydrophobic Ionic Liquids）：疏水性离子液体是指那些碳氢链较长，与水互不相溶的离子液体。
这类离子液体在水处理、石油工业、电化学等领域有广泛应用。
2. 亲水性离子液体（Hydrophilic Ionic Liquids）：与疏水性离子液体相反，亲水性离子液体能很好地与水相溶。
这类离子液体在生物医学工程、生物传感器、电化学等领域有广泛应用。
3. 两性离子液体（zwitterionic Ionic Liquids）：两性离子液体同时具有正电荷和负电荷基团，因此具有很好的水溶性和稳定性。
这类离子液体在电化学、生物医学工程等领域有广泛应用。
4. 功能性阴离子液体（Functionalized Anionic Ionic Liquids）：这类离子液体主要通过修饰阴离子来获得特定功能。
例如，通过引入磷酸根、磺酸根等基团，可以改善离子液体的电导性和酸碱性。
5. 功能性阳离子液体（Functionalized Cationic Ionic Liquids）：通过修饰阳离子来赋予离子液体特定功能。
例如，通过引入吡啶、咪唑等基团，可以改善离子液体的配位能力和反应活性。
6. 功能性双极离子液体（Functionalized Dipolar Ionic Liquids）：这类离子液体同时含有阳离子和阴离子，并且具有较高的极性。
功能性双极离子液体在电化学、分子识别等领域有广泛应用。
7. 季铵盐型离子液体（Quaternary Ammonium-Based Ionic Liquids）：季铵盐型离子液体是由季铵盐阳离子和有机或无机阴离子构成的离子液体。
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基本思路：
粘度大
磁性离子液体优缺点:
价格高
催化效率高
蒸汽压低 对环境污染小 利用磁性易分离
Fang Ding, Congmin Wang. Highly efficient CO2 capture by carbonyl-containing ionic liquids through lewis acid-base and cooperative C-H•••O hydrogen bonding interaction strengthened by the anion. Chem. Commun., 2014
原位合成法（瓶中造船法)。
反应实验
微通道反应器
浆 态 床 反 应 器
2014-12-15
缩合
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新着色）》选择您喜欢的色彩
酸性离子液体
Xin H L,Wu Q,Han M H,et al.Alkylation of benzene with1-dodecene in ionic liquids[Rmim]+Al2Cl6X-(R=butyl,octyl and dodecyl;X=chlorine,bromine and iodine). Applied Catalysis . 2005, 292 : 354-361.
ZIF-8
• 传统的醇酸酯化等类似反应使用质子酸如 浓H2SO4等为催化剂，由于存在废酸污染及 产物与催化剂难分离等问题。
酸性离子液体
• 探索使用酸性离子液体代替传统质子酸,催化酯化 反应
酸性离子液体的优点
催化效率高
蒸汽压低
对环境污染小 重复性好
酸性离子液体
• 酸性离子液体合成
含吡咯烷酮环的三种酸性离子液体
黄宝华,黎子进,汪艳飞,张焜,方岩雄. Bronsted酸性离子液体催化酯化反应研究[J]. 化学学报
酸性离子液体
• 催化剂A、B的重复性
可见B的重复性较好,转化率也较高
黄宝华,黎子进,汪艳飞,张焜,方岩雄. Bronsted酸性离子液体催化酯化反应研究[J]. 化学学报
酸性离子液体
• IL与酯互溶性很小，产品易分离，且IL经脱水后, 重复使用5次，催化活性基本不变
基本思路：
为克服离子液体粘度大、成本高的缺点考虑 将离子液体固载化
离子液体固载化是通过物理或化学的方法把离子液体固
载于惰性固体（有机聚合物，无机材料）上，来降低离子 液体的粘度和减少离子液体用量。
Xiaoyan Luo，Congmin Wang.Significant Improvements in CO2 Capture by Pyridine-containing Anion-functionalized Ionic Liquids through Multiple Site Cooperative Interaction, Angew. Chem. Int. Ed., 2014
磁性离子液体
• 合成方法
6h
李小华,杨富明,周清,张锁江. 磁性离子液体1-甲基-3-烷基咪唑四卤化铁盐的合成及其物性 2014-12-15 表征[J]. 过程工程学报,2010,04:788-794.
磁性原因
• 滨口宏夫等进一步推测磁性的由来，发现该离子 液体在其液程范围内进行了部分取向性结晶而不 是完全的液态。
• 催化烷基化反应
陈彪,隆泉,郑保忠. 磁性离子液体的应用研究[J]. 化学进展,2012,Z1:225-234.
2014-12-15
磁性离子液体
• 催化吡咯聚合
Kim J Y, Kim J T, Song E A, Min Y K, Hamaguchi H. Macromolecules, 2008, 41: 28862014-12-15 2889.
基本设计：
离子液体的固载化方法: 浸渍法
嫁接法、溶胶一凝胶法
原位合成法（瓶中造船法)。
表征方法
元素分析(分析元素组成) 拉曼光谱(研究分子结构) 热重分析(热稳定性和组分) 磁学测量系统 MPMS(SQUID)(对磁学特性 进行表征)
Xiaoyan Luo，Congmin Wang.Significant Improvements in CO2 Capture by Pyridine-containing 2014-12-15 Anion-functionalized Ionic Liquids through Multiple Site Cooperative Interaction, Angew. Chem. Int. Ed., 2014
• 由此可以得到启迪: 把具有磁性的金属盐进行取向 性结晶后，就能够让其显现出磁性。 • 纯有机磁性离子液体是指不含金属元素的磁性离 子液体，其磁性来源于自身的结构
Hayashi S, Saha S, Hamaguchi H. IEEE Transactions on Magnetics, 2006. 42: 12-14
等量的质子酸 N-甲基咪唑
+
旋转蒸发60℃
100℃,4h
H2SO4等
产品 真空干燥,70℃
甲苯洗涤3次
将N-甲基咪唑在冰浴下缓慢滴加到含等物质量的质子酸或溶液中,室温反 应4h,甲苯洗涤,旋转蒸发,70度真空干燥后得产品
黄宝华,黎子进,汪艳飞,张焜,方岩雄. Bronsted酸性离子液体催化酯化反应研究[J]. 化学学报
羟基功能化离子液体
• 羟基功能化离子液体的中羟基具有 Lewis碱 性、亲核性、配位能力以及可以形成氢键 等性质，结合离子液体本身具有的独特性 质和功能，羟基功能化离子液体可以作为 催化剂、配体、清除剂用于有机合成和其 他领域
羟基功能化离子液体
• 羟基功能化的离子液体用于CO2的转化
Sun J, Zhang S, Cheng W, et al. Hydroxyl-functionalized ionic liquid: a novel efficient catalyst for chemical fixation of CO2 tocyclic carbonate. Tetrahedron Letters, 2008, 49: 3588-3591.
羟基功能化离子液体
他们认为，羟基 相当于Lewis 酸， 卤素离子作为 Lewis碱，两者配 合分别进攻环氧 化物的氧原子和 空间位阻较小的 碳原子，从而使 环氧化物活化"
Sun J, Zhang S J, Cheng W G, Ren J Y. Tetrahedron Lett. 2008, 49:3588-3591
磁性离子液体
• 合成醛或酮
李小华,杨富明,周清,张锁江. 磁性离子液体1-甲基-3-烷基咪唑四卤化铁盐的合成及其物性 2014-12-15 表征[J]. 过程工程学报,2010,04:788-794.
磁性离子液体
• 催化傅克磺酰化反应
李小华,杨富明,周清,张锁江. 磁性离子液体1-甲基-3-烷基咪唑四卤化铁盐的合成及其物性 2014-12-15 表征[J]. 过程工程学报,2010,04:788-794.
羟基功能化离子液体
• 环氧化物和CO2的偶联反应
分别使用三种IL催化剂,其中带羟基的催化性最好(聚二乙烯基苯) Dai W L, Chen L, Yin S F, et al. High-efficiency synthesis of cyclic carbonates from exposides and CO2 over hydroxyl ionic liquid catalyst grafted onto cross-linked polymer. Catalysis Letters,2010, 137:74-80.
• 虽然酸性离子液体相对于传统的质子酸性催化剂 有很多优点，但是催化剂的分离问题还没有完全 解决，下面再介绍一类磁性离子液体，如果能把 这两者的优点结合起来，相信酸性离子液体工业 化指日可待。
磁性离子液体
• 磁性离子液体：
磁性离子液体是指能够吸附在磁铁上, 在外加磁场作用下具有一定磁化强度 的离子液体
黄宝华,黎子进,汪艳飞,张焜,方岩雄. Bronsted酸性离子液体催化酯化反应研究[J]. 化学学报
酸性离子液体
冰浴下
等量的质子酸 2-吡咯烷酮
+
旋转蒸发60℃
H2SO4等
室 温 ,24h
产品 真空干燥,70℃
乙酸乙酯洗涤3次
将2-吡咯烷酮在冰浴下缓慢滴加到含等物质量的质子酸或溶液中,室温反应 24h,乙酸乙酯洗涤,旋转蒸发,70度真空干燥后得产品
羟基功能化离子液体
• 虽然,IL-OH催化转化CO2效率高、对环境污染小 、重复性好、选择性也较好，但是，离子液体造 价高、粘度大阻挡了其工业化的步伐。
克服了其粘度大
• 将IL固载化
易回收,可重复利用 同步实现对CO2的吸收和转化
基本设计：
离子液体的固载化方法: 浸渍法
嫁接法、溶胶一凝胶法
羟基功能化离子液体
• 文献中提出可能的反应机理
Dai W L, Chen L, Yin S F, et al. High-efficiency synthesis of cyclic carbonates from exposides and CO2 over hydroxyl ionic liquid catalyst grafted onto cross-linked polymer. Catalysis Letters,2010, 137:74-80.
陈彪等，磁性离子液体的应用研究,化学进展，2012，24，225-234.
2014-12-15
磁性离子液体
本文描述了磁性离子的合成与应用：介绍了几 种常见的磁性液体离子