几种酸性离子液体的制备及条件优化
酸性离子液体及其在催化反应中的应用研究进展
CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2008年第27卷第10期·1574·化工进展酸性离子液体及其在催化反应中的应用研究进展王敬娴，吴芹，黎汉生，甄彬（北京理工大学化工与环境学院，北京 100081）摘要：介绍了酸性离子液体及其分类，对酸性离子液体的特性进行了概述。
综述了近年来Lewis酸性离子液体、Brønsted酸性离子液体、双酸性离子液体在催化反应中的应用研究进展，对酸性离子液体的固载化及离子液体的酸性表征方法进行了评述，提出了酸性离子液体在应用过程中存在的问题和发展方向。
关键词：离子液体；Lewis酸；Brønsted酸；酸催化中图分类号：O 643.32文献标识码：A 文章编号：1000–6613（2008）10–1574–08 Research progress of acidic ionic liquids and their applications incatalysis reactionsWANG Jingxian，WU Qin，LI Hansheng，ZHEN Bin（School of Chemical Engineering and the Environment，Beijing Institute of Technology，Beijing 100081，China）Abstract：The classification and properties of acidic ionic liquids are summarized. The application of Lewis acidic ionic liquids，Brønsted acidic ionic liquids and bi-acidic ionic liquids in catalysis reactions is reviewed. Researches on supported acidic ionic liquids and determination of acidity of ionic liquids are described. The current problems and further trends for their application are discussed.Key words：ionic liquids；Lewis acid；Brønsted acid；acid catalysis酸催化反应在化学工业中占有十分重要的地位。
离子液体［ｈｎｍｐ］ＨＳＯ４催化合成月桂酸乙酯
２０１５年７月第２３卷第７期 工业催化ＩＮＤＵＳＴＲＩＡＬＣＡＴＡＬＹＳＩＳ Ｊｕｌｙ２０１５Ｖｏｌ．２３ Ｎｏ．７精细化工与催化收稿日期：２０１５－０２－１２；修回日期：２０１５－０７－０１ 基金项目：广东省大学生创新创业训练计划资助项目（２０１２１１６５６１２０４２）；广东石油化工学院大学生创新创业训练计划资助项目（２３４１２２）作者简介：黄 敏，１９６６年生，女，硕士，教授，主要从事精细有机合成科研工作。
通讯联系人：黄 敏。
离子液体［ｈｎｍｐ］ＨＳＯ４催化合成月桂酸乙酯黄 敏 ，孙宇宁，余 梅，黄艳仙（广东石油化工学院化学工程学院，广东茂名５２５０００）摘 要：以离子液体［ｈｎｍｐ］ＨＳＯ４为催化剂，４Ａ分子筛为脱水剂，无水乙醇为带水剂，月桂酸和无水乙醇为原料合成香料月桂酸乙酯，采用ＦＴ－ＩＲ和ＧＣ－ＭＳ等对产物结构进行表征。
在单因素实验基础上，通过正交实验对月桂酸乙酯合成工艺进行优化，得到最佳工艺条件：月桂酸与无水乙醇物质的量比为０．０４∶０．６０，离子液体用量１．５０ｇ，反应温度８５℃，反应时间１０ｈ。
此工艺条件下，月桂酸乙酯产率达９２．３８％。
离子液体对于合成月桂酸乙酯具有良好的催化性能，重复使用４次，仍有较好的催化活性。
关键词：精细化学工程；月桂酸乙酯；离子液体；酯化ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８ １１４３．２０１５．０７．０１５中图分类号：Ｏ６４３．３６；Ｏ６２３．６２４＋１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８ １１４３（２０１５）０７ ０５６３ ０４Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆｅｔｈｙｌｌａｕｒａｔｅｃａｔａｌｙｚｅｄｂｙ［ｈｎｍｐ］ＨＳＯ４ｉｏｎｉｃｌｉｑｕｉｄｃａｔａｌｙｓｔＨｕａｎｇＭｉｎ，ＳｕｎＹｕｎｉｎｇ，ＹｕＭｅｉ，ＨｕａｎｇＹａｎｘｉａｎ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＧｕａｎｇｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＰｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｍａｏｍｉｎｇ５２５０００，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｅｔｈｙｌｌａｕｒａｔｅｗａｓｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄｂｙｕｓｉｎｇｌａｕｒｉｃａｃｉｄａｎｄａｎｈｙｄｒｏｕｓｅｔｈａｎｏｌａｓｔｈｅｒａｗｍａｔｅｒｉａｌ，ｉｏｎｉｃｌｉｑｕｉｄ［ｈｎｍｐ］ＨＳＯ４ａｓｔｈｅｃａｔａｌｙｓｔａｎｄ４Ａｍｏｌｅｃｕｌａｒｓｉｅｖｅａｓｔｈｅｄｅｈｙｄｒａｔｉｎｇａｇｅｎｔ．ＴｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｐｒｏｄｕｃｔｗａｓａｎａｌｙｚｅｄｂｙｍｅａｎｓｏｆＦＴ ＩＲａｎｄＧＣ ＭＳ．Ｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｓｉｎｇｌｅ ｆａｃｔｏｒｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ，ｔｈｅｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｔｏｏｂｔａｉｎｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚｅｄｒｅａｃｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｙｉｅｌｄｏｆｅｔｈｙｌｌａｕｒａｔｅｃｏｕｌｄｒｅａｃｈｕｐｔｏ９２．３８％ｕｎｄｅｒｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎａｓｆｏｌｌｏｗｓ：ｉｏｎｉｃｌｉｑｕｉｄａｍｏｕｎｔ１．５０ｇ，ｌａｕｒｉｃａｃｉｄ／ａｎｈｙｄｒｏｕｓｅｔｈａｎｏｌｍｏｌａｒｒａｔｉｏ０．０４∶０．６０，ｒｅａｃｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ８５℃ａｎｄｒｅａｃｔｉｏｎｔｉｍｅ１０ｈ．［ｈｎｍｐ］ＨＳＯ４ｉｏｎｉｃｌｉｑｕｉｄｆｏｒｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆｅｔｈｙｌｌａｕｒａｔｅｈａｄｇｏｏｄｃａｔａｌｙｔｉｃａｃｔｉｖｉｔｙｅｖｅｎａｆｔｅｒｂｅｉｎｇｒｅｕｓｅｄｆｏｒ４ｔｉｍｅｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｆｉｎｅｃｈｅｍｉｃａｌｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ；ｅｔｈｙｌｌａｕｒａｔｅ；ｉｏｎｉｃｌｉｑｕｉｄ；ｅｓｔｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８ １１４３．２０１５．０７．０１５ＣＬＣｎｕｍｂｅｒ：Ｏ６４３．３６；Ｏ６２３．６２４＋１ Ｄｏｃｕｍｅｎｔｃｏｄｅ：Ａ ＡｒｔｉｃｌｅＩＤ：１００８ １１４３（２０１５）０７ ０５６３ ０４ 月桂酸乙酯为无色油状液体，具有蜡香、老姆酒香及脂肪、水果、牛奶和奶油味道，天然品存在于康酿克、老姆酒、爱尔兰威士忌和白葡萄酒中［１］。
硝酸乙铵离子液体的制备
硝酸乙铵离子液体的制备1. 引言1.1 背景介绍硝酸乙铵离子液体是一种具有非常广泛应用潜力的绿色新型溶剂。
随着人们对环境保护和可持续发展的重视，传统有机溶剂在某些领域的应用受到了限制，而离子液体因其优异的性质和环保特点成为了替代传统有机溶剂的热门选择。
硝酸乙铵离子液体由硝酸根离子和乙铵离子组成，在合适的条件下可以通过简单的合成方法制备得到。
研究硝酸乙铵离子液体的合成方法、性质分析、应用领域以及优势比较等方面，对于推动离子液体在化工、材料、环境等领域的应用具有重要意义。
硝酸乙铵离子液体在环境保护中的作用也备受关注，其具有良好的生物降解性和低毒性，逐渐成为了一种理想的环保溶剂替代品。
通过深入了解硝酸乙铵离子液体的制备和应用，可以为相关领域的研究和开发提供重要参考。
1.2 研究目的本次研究的目的是通过探讨硝酸乙铵离子液体的制备方法、性质分析、应用领域、优势比较以及在环境保护中的作用，深入了解并总结硝酸乙铵离子液体的特性和潜在应用价值。
通过对硝酸乙铵离子液体在环境领域中的作用进行研究，探讨其对环境保护的重要意义和价值。
通过本次研究，旨在为硝酸乙铵离子液体的制备与应用提供科学依据和理论支持，促进其在实际应用中的推广和发展。
本研究也对未来硝酸乙铵离子液体在环境领域的发展潜力作出展望，为相关领域的研究和应用提供参考，推动环境保护工作的更加深入和全面。
2. 正文2.1 硝酸乙铵离子液体的合成方法1. 酸碱中和法：将乙胺逐滴加入硝酸溶液中，反应生成硝酸乙铵。
然后通过萃取法或结晶法将硝酸乙铵从溶液中提取得到离子液体。
2. 氨基甲酸乙酯反应法：将氨基甲酸乙酯与硝酸在适当的条件下反应，生成硝酸乙铵。
然后通过蒸馏或结晶法将硝酸乙铵制备成离子液体。
3. 氨基甲酸铵与硝酸反应法：将氨基甲酸铵与硝酸在一定的温度和压力下反应，生成硝酸乙铵。
然后通过结晶或过滤的方法分离得到硝酸乙铵离子液体。
4. 四季铵盐合成法：将四季铵盐与硝酸在适当的条件下反应生成硝酸乙铵，再经过溶剂萃取或结晶得到硝酸乙铵离子液体。
酸性离子液体催化合成n-氰乙基-n-羟乙基苯胺
２０２０ 年 ５ 月
应用化学
ＣＨＩＮＥＳＥ ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＡＰＰＬＩＥＤ ＣＨＥＭＩＳＴＲＹ
Ｖｏｌ. ３７ Ｉｓｓ. ５
Ｍａｙ ２０２０
酸性离子液体催化合成 Ｎ￣氰乙基￣Ｎ￣羟乙基苯胺
郭 辉 ∗ 殷园园 张学颖 庄玉伟 曹 健 张国宝 ∗
中图分类号:Ｏ６２５. ６ 文献标识码:Ａ 文章编号:１０００￣０５１８(２０２０)０５￣０５１２￣０６
ＤＯＩ:１０. １１９４４ / ｊ. ｉｓｓｎ. １０００￣０５１８. ２０２０. ０５. １９０２８７
含氰基分散染料具有色光鲜艳、分子消光系数大、各项牢度好和应用性能优良等优点ꎬ是应用最广
６７００ ＦＴＩＲ 型傅里叶变换红外光谱仪( ＦＴ￣ＩＲꎬ美国 Ｎｉｃｏｌｅｔ 公司) ꎻＢｒｕｋｅｒ ＡＶＡＮＣＥ ＤＭＸ ５００ 型核磁
共振波谱仪( ＮＭＲ的制备及表征
以[ ＢＭＩＭ] ＨＳＯ４ 为例ꎬ将 Ｎ￣甲基咪唑和氯代正丁烷以物质的量比 １∶ １ 加入三口瓶ꎬ加入甲苯作为溶
( 河南省科学院高新技术研究中心 郑州 ４５０００２)
摘 要 Ｎ￣氰乙基￣Ｎ￣羟乙基苯胺是一种具有广泛用途的染料中间体ꎬ针对传统合成方法中的缺陷ꎬ以 １￣丁基
￣３￣甲基咪唑硫酸氢盐( [ ＢＭＩＭ] ＨＳＯ４ ) 为催化剂ꎬ丙烯腈和 Ｎ￣羟乙基苯胺为原料ꎬ建立了 Ｎ￣氰乙基￣Ｎ￣羟乙基
苯胺的绿色合成新工艺ꎮ 系统考察了离子液体种类、离子液体用量、底物比例等因素的影响规律ꎬ结果表明ꎬ
高压反应带来的不足ꎬ但是由于仍使用易燃易爆的环氧乙烷为原料ꎬ生产过程中存在一定的危险性并且
污染环境ꎻ此外ꎬ反应所使用的金属催化剂难以循环使用且对环境不友好ꎮ 因此ꎬ急需对 Ｎ￣氰乙基￣Ｎ￣羟
咪唑类离子液体的合成及应用研究进展
农产品加工Farm Products Processing No.7 Jul.第7期(总第556期)2022年7月文章编号：1671-9646(2022)07b-0085-04咪哩类离子液体的合成及应用研究进展李艳秋，马川兰，郭志芳(潔河职业技术学院食品学院，河南漂河462002)摘要：近年来，离子液体作为一种绿色溶剂已经成为广大科研工作者研究和探讨的焦点，咪哩类离子液体是一类数量最多、应用最广泛的离子液体。
对咪哩类离子液体的合成及应用进行综述，并对咪哩类离子液体的发展进行了展望。
关键词：咪哩类离子液体；合成；应用；研究进展中图分类号：0654.4文献标志码：A doi：10.16693/ki.1671-9646(X).2022.07.050Progress on the Synthesis and Application of Imidazoles Ionic LiquidsLI Yanqiu,MA Chuanlan,GUO Zhifang(institute of Food,Luohe Vocational Technical College,Luohe,He'nan462002,China) Abstract：In recent years,ionic liquid as a green sovent has become a focal point for many researchers,imidazoles ionic liquids are the most abundant and widely used ionic liquids.The synthesis and application of imidazoles ionic liquids were reviewed,and the development of imidazoles ionic Equids was prospected.Key words:imidazoles ionic liquids;synthesis;application;progress离子液体，顾名思义是全部由离子组成的液体盐。
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(V olatile 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–分离耦合新体系.2 离子液体的种类［3］从定义上看,离子液体是不同种类的金属离子的组合,我们通过改变改变不同的阳离子/阴离子组合可设计合成许多种离子液体,但当前研究的离子液体仍为数不多.目前所研究的离子液体均是由阴阳离子共同组合而成的液态介质, 其具体分类也可以按照阴阳离子的不同进行划分.根据组成离子液体的阳离子的不同可以分为 4 类(表一), 根据组成离子液体的阴离子的不同可以分为2 类（表二）.研究的离子液体中,阳离子主要以咪唑阳离子为主,阴离子主要以卤素离子和其它无机酸离子（如四氟硼酸根等）为主.但近几年来又合成了一系列新型的离子液体.在阳离子方面,、一些新型阳离子的离子液体被开发出来如下图所示：在阴离子方面,也合成了一些新型阴离子的离子液体,如下所示：由于离子液体本身所具有的许多传统溶剂所无法比拟的优点及其作为绿色溶剂应用于有机及高分子物质的合成,因而受到越来越多的化学工作者的追捧,其研究的热度也不断攀升.3 离子液体的应用3.1酸化反应在利用酸性的氯化铝金属离子进行醇酸醋化反应, 其反应具有以下优点：反应温度低、条件温和、无污染、不腐蚀设备、催化剂可重复使用、反应时间短、易分离得到高纯度、高选择性和高产率.但是,由于酯化过程有水产生, 会对氯铝酸离子液体有一定程度的破坏.当将磺酸基引人到离子液体的阳离子烷基链上可得到酸性离子液体,其在催化多种醇酸醋化反应时表现出了一定的活性［4］.3.2反应-分离耦合利用离子液体的极性可调控性,选择不同的阳离子/阴离子组合则可与水或有机物形成一相或多相体系.利用反应物、产物和催化剂在离子液体和水中不同的溶解性,则可以实现反应–分离的耦合,同时由于离子液体可重复使用,避免了使用有机溶剂时所造成的污染.例如,在进行[bmim]、[BF4]作为两相催化介质的实验时.当将钯化合物溶解在[bmim]、[BF4]中, 进行1,3–丁二烯的水相二聚催化反应.当温度升高到70℃时,水相和离子液体相成为均一表二根据组成离子液体的阳离子分类离子名称表达式例子烷基季铵离子[NR X H4-X]+烷基季磷离子[PR X H4-X]+1-丁基-3-甲基咪唑烷基取代咪唑离子[RR'im]+溴化 1-乙基吡啶[RR'R''im]+烷基取代吡啶离子[RP y]+氯化 1-丁基吡啶表二根据组成离子液体的阴离子分类离子名称表达式例子卤化盐离子MX a ALcl3 、BrCl3非卤化盐离子BF4-、PF-6、CF3SO3-、BF-6相,丁二烯在钯催化下发生反应.当反应结束后,把温度降到5℃以下,则自动分成水相和离子液体相两相.产品在离子液体中溶解度很小而进入水相,催化剂则有97%都留在离子液体相中,实现了反应过程与分离过程的耦合［5］.3.3 Diels - Alder环加成反应用环戊二烯与丙烯酸甲酯进行环加成反应,产物有内式和外式, 用离子液[ EtNH3]NO3则选择内式, 反应速率比在非极性溶剂中快, 没有在水中快, 但可用对水敏感的试剂.用[ bmim] +与BF-4、AlCl-4、CF3SO-3、NO-3、PF-6组成的离子液体有同样的倾向, 效果稍差［6］.3.4 烯烃的环氧化用[ emim]BF4为溶剂, 用甲基三氧化铼为催化剂, 尿素过氧化氢( UHP) 为氧化剂, 可得到优秀的转化率和选择性.所用烯烃有: 环己烯、1 -甲基环己烯、环己烯- 2 -醇、苯乙烯、环辛烯、环辛二烯- 1, 5 等［7］.3.5 离子液体的毒性［8］虽然离子液体有诸多优点,并被认为是绿色化学重要的类型之一,但是但离子液体本身并非绿色产品,某些离子液体甚至是有毒的.从离子液体的制备、再生和处置过程看［9］: 目前用于制备离子液体的主要原料( 烷基取代咪唑、烷基取代吡啶、烷基取代盐和烷基取代铵盐等) 大多是挥发性有机物; 而离子液体的再生过程主要是采用具有挥发性的传统有机溶剂进行萃取的过程; 某些离子液体本身是有毒且难以生物降解的.因此, 在离子液体大规模应用前需对其应用风险进行评价.4展望离子液体作为绿色化学的符号,具有品种多、可设计、性能独特、应用领域广泛的特点, 因此其具有很好的应用前景乐观.但是离子液体也存在一些问题,例如：离子液体的粘度较大、离子液体对环境的影响和毒性没有确切的数据等.目前, 对离子液体的合成与应用研究主要集中在如何提高离子液体的稳定性, 降低离子液体的生产成本等方面.但是随着对离子液体研究的不断深入,新型离子液体的开发.相信离子液体绿色溶剂的愿景一定可以实现.参考文献：[1] 石家华, 孙逊, 杨春和, 等. 离子液体研究进展[ J] . 化学通报, 2002, ( 4) : 2 432 250.［2］张锁江，吕兴梅，刘志平，等. 离子液体——从基础研究到工业应用( Ionic Liquid——from Basic Research to Industrial Application) . 北京: 科学出版社( Beijing: Science Press) ，2006. 150—157 [ 3] 张英锋, 李长江, 等. 离子液体的分类、合成与应用[ J] . 化学教育, 2005, ( 2) : 728.［4］Zhang S J，Y uan X L，Chen Y H，et al. J. Chem. Eng. Data，2005，50: 1582—1585［5］Wilkes J S, Zaworotko M J. Air and Water Stable 1-Ethyl-3-Methylimidazolium Based Ionic Liquids [J]. J. Chem. Soc. mun., 1992, (13): 965–967.［6］Roumiana PS, Georgi S C, Anatolii A G, et al.A Powerful Algorithm for Liquid–Liquid–Liquid Equilibria Predictions and Calculations [J]. Chem. Eng. Sci., 2000, 55(11): 2121–2129.［7］Wasserscheid P, Welton T. Ionic Liquids in Synthesis.Weinheim: Wiley-VCH, 2002. 174-283［8］Wilkes J S, Levisky J A, Wilson R A, et al. Inorg. Chem. ,1982, 21( 3) : 1236-1264［9］何鸣元, 戴立益. 离子液体与绿色化学[J]. 化学教学, 2002, 6: 1-3.。
Lewis酸性离子液体合成、表征及其催化性能的研究
关键 词 ： 离子液体； ； 合成 表征； 催化性能
Ｓ ｎ ｈ ｓｓ ｙ ｔ ｅ ｉ ，Ｃｈ ｒ ｃ ｅ ｉａ ｉｎ ａ ｄ Ｃａ ａ ｙ ｉ ｅ ｆ ｒ ａ ｃ ｆＬｅ ｓ Ａｃｄ ｃ Ｉ ｎ ｃ Ｌｉ ｕ ｄ ａ ａ ｔｒｚ ｔｏ ｎ ｔ ｌｔｃ Ｐ ｒｏ ｍ ｎ ｅ ｏ ｗｉ ｉ ｉ ｏ ｉ ｑ ｉ
Ｌ ｗｓ 离子液体 因为兼有 固体 酸 的不 挥发性 和 液体 酸高 ｅ ｉ酸
气排 出 ， 干燥管干燥 ， Ｃ 气体通人 盛有吡 啶／ 乙胺 （０ｍＬ 和 Ｈ１ ＜ － ３ ）
密度反应活性位 的优 点 ， 而且低 腐蚀 、 化性 和产 物易 分离 、 催 回 正庚烷 混合液的锥形 瓶 中 ， 混合 液 中的吡 啶／ 乙胺反 应 ， 与 三 生 收重复利用率 高等优 点 ， 环境 友好 的酸催 化方 面表 现 出很大 成 吡啶／ 乙胺盐酸盐 ， 在 三 直至 吡啶／ 乙胺反应完 全。吡啶／ 三 三乙 的潜力 ， 将广泛应用于催化有机 反应 中。迄今 为止 ， 离子 液体在 胺 盐酸盐抽虑真空干燥后 ， 称取 吡啶／ 乙胺盐酸盐 按规定 比例 三 烷基化 、 酰基化 、 羰基 化 、 异构化 、 加氢反应 、 聚合反应 、 ｅｋ反应 与 Ｚ Ｃ： ＡＣ， Ｈｃ ｎ １ 或 １１混合 ， 入正 庚烷 溶剂 ， 用精调 加热 套 间隔 加 采 和 Ｄ ｅ —Ａｄｒ ｉ ｓ ｌ 反应等催化反 应体 系 中的应用 研究 已有 大量报 ５℃加热反应至反应物开 始熔化 ， ｌ ｅ 并计 时直 至反应 完全 ， 即反 应 道 Ｊ其 中以强酸性 Ｌｗ ｓ ， ｅ ｉ氯铝 酸离 子液体最 为常见 。但很少 物全部变成液体状态为止 。反应过程 中初 始熔化 温度 即反 应温 有 系统地合成 Ｌｗｓ ｅ ｉ酸离子液体 的报道 ， 本文合成 了不同摩尔组 度 ， 所计 时 间 即反 应 时 间。制 备 的 离 子液 体 ［ ｙ Ｃ Ｐ ］ １一ＡＣ １Ｉ、 成 的 ＡＣ Ｚ Ｃ２ １ｌ及 ｎ １与吡啶盐 （ Ｐ ］ １ 和三乙胺盐（ ｔＮ Ｃ ） ［ ｙＣ） Ｅ Ｈ １构 ［ ｙ Ｃ 一Ｚ Ｃ２Ｅ３ Ｈ １ １１及 Ｅ３ Ｈ １ Ｚ Ｃ２中 阳阴摩 尔 Ｐ ］ １ ｎ １、 ｔ Ｃ 一Ａ Ｃ３ Ｎ ｔ Ｃ 一 ｎ１ Ｎ 成 的 Ｌ ｗｓ ｅ ｉ 酸离子液体 ； 对不同摩尔组成离子液体进行 了熔点分 组 成 皆 为 ７ ： 、 ４ １： 、 ６及 ３ ： 。 ３ ６： 、 １４： ７ 析、 红外分析 、 酸性 表征 及热 稳定性 表征 ； 采用 所合 成 的离子 并 液体催化合成 了六氯 环三磷腈 （ Ｔ Ｐ ， 果表 明缩短 了反应 时 Ｃ Ｐ ）结 间， 提高 了产 品收率 。
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。
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宁波理工学院毕业设计（论文）题 目 几种酸性离子液体的制备及条件优化姓 名 蔡文武学 号 3031014102专业班级 03生物工程4班指导教师 应丽艳分 院 生物与化学工程分院完成日期 2007年5月25日摘要离子液体又称室温熔盐，与无机和有机电解质溶液相比较，具有一系列优良的特性，如化学稳定性，低挥发性和宽的电化学窗口，以及对于环境友好等。
离子液体以其良好的物理、化学性质，日益引起人们越来越多的关注,离子液体的合成成为研究离子体性质和应用首先要解决的问题。
本文以N-甲基咪唑为原料合成了离子液体溴化1-丁基-3-甲基咪唑([BMIM]Br)、1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐（[Bmim]+ [HSO4]-）、1-丁基-3-甲基咪唑磷酸二氢盐（[Bmim]+ [H2PO4] -）、1-甲基咪唑硫酸氢盐（[Hmim]+ [HSO4]-）、1-甲基咪唑磷酸二氢盐（[Hmim]+ [H2PO4] -），优化了合成条件并对合成的产物作红外光谱表征。
关键词： 离子液体；合成；红外光谱AbstractIonic liquids are also known as room temperature molten salts which have a serial of good properties, such as chemical stability, a wide liquid range and electrochemical window. The ionic liquids, with their excellent physical and chemical property, cause more and more concerns of people increasingly. The synthesis of ionic liquids thus becomes the first problem the researchers face in studying the property and application1-butyl-3-methylimi-dazolium、l-butyl-3-methylimidazolium hydrogen sulfate ([Bmim]+[HSO4]-)、l-butyl-3-methylimidazolium dihydrogen phosphate ([Bmim]+[H2PO4]-)、 1-methylimidazolium hydrogen sulfate([Hmim]+[HSO4]-)、1-methylimidazolium dihydrogen phosphate ([Hmim]+ [H2PO4]-) are synthesized from1-methylimidazole. Optimize their synthesis condition and their structures are characterized and analyzed by IR.Key words:ionic liquids；synthesis；infrared spectrum目 录摘 要 (I)Abstract (II)目 录 (III)第一章 引言 (1)1.1 研究背景 (1)1.2 问题的提出与分析 (3)1.3研究的基本内容 (4)第二章 实验部分 (6)2.1 主要的仪器和试剂 (6)2.2 实验步骤 (6)2.3 实验装置图 (7)第三章 结果和讨论 (8)3.1 实验温度的选择 (8)3.2 加入量的选择 (9)3.3 通氮气的选择 (9)3.4 反应产物的产率 (9)3.5 红外光谱分析 (10)第四章 结论 (14)参考文献 (15)致 谢 (16)第一章引言1.1 研究背景离子液体( Room Temperature Ionic Liquid ,简写为RTIL)就是指在室温(或稍高于室温的温度)下呈液态的离子体系，或者说，仅由有机阳离子和无机或有机阴离子构成的有机阳离子和无机或有机阴离子构成的液体[1、3、6]。
在组成上,它与我们概念中的“盐”相近，而其熔点通常又低于室温，所以，也有人把离子液体叫做室温离子液体或室温熔融盐，也称非水离子液体、液态有机盐等。
离子液体最早发现的是硝基乙胺，它的熔点为12℃。
但是,由于其在空气中很不稳定而极易爆炸,使其开发和应用受到了限制。
1986年Seddon等在Nature上发表论文报道，他们采用N ,N′二烷基取代咪唑与三氯化铝组成的离子液体作为非水溶剂,研究过渡金属配合物的电子吸收波谱。
直到1992年，Wilkes领导的研究小组合成了低熔点、抗水解、稳定性强的[EMIM]BF4离子液体后，离子液体的研究取得了令人惊异的进展。
[4]北大西洋公约组织于2000年召开了有关离子液体的专家会议，欧盟委员会制定有关离子液体的3年计划，日本、韩国也有相关研究的相继报道。
在我国，中国科学院兰州化学物理研究所西部生态绿色化学研究发展中心、北京大学绿色催化实验室、华东师范大学离子液体研究中心等机构取得重大突破，率先在国际上实现了离子液体中环己酮的分子Backmann重排，率先制备了多种咪唑类离子液体润滑剂。
由于离子液体的优点明显,随着对其研究的深入与广泛，应用的范围也越来越宽，目前已经有不同包装与规格的商品出售。
离子液体的研究近年来已经受到越来越大的关注，这是因为离子液体几乎没有蒸气压，对环境的污染相对较小，而传统溶剂由于比较容易挥发，结果是对环境造成了污染；另外，离子液体的溶解性能强，有利于反应的进行。
由于其显著的化学、物理特性以及作为一种环境友好的高效催化剂、良好的有机反应溶剂以及在分离、电化学、聚合及材料功能等方面的应用[2]，成为国内外学者研究的热点。
在已知的离子液体的组成中，阳离子主要是含有取代基团的咪唑、吡啶、喹啉、异喹啉等含氮有机杂环，阴离子则主要是Cl-、Br-、BF4-、PF6-、A12C17-、FeCl4-等。
而酸性离子液则是将阴离子替换为能电离出H的阴离子，如HSO4-、H2PO4- 等。
它不仅可以作为反应的溶剂，使反应能够在均相条件下进行，还可以利用其所具有的Bronzed酸性或Lewis酸性催化需要酸作为催化剂的反应。
其具有传统溶剂不可比拟的独特性能，离子液体除了它们所表现出的高活性、高选择性外, 还具有如下优点: ①离子液体具有非挥发特性，几乎没有蒸气压，可用在高真空体系中，同时可减少因挥发而产生的环境污染问题；②具有较宽的稳定温度范围， 通常在300℃范围内为液体，有利于动力学控制, 在高于200℃时具有良好的热稳定性和化学稳定性；③具有良好的溶解性能, 对无机和有机材料表现出良好的溶解能力；④通过对阴、阳离子的合理设计可调节其对无机物、水、有机物及聚合物的溶解性，并且其酸度可调至超酸； ⑤易于与其他物质分离, 可以循环利用； ⑥稳定、不易燃、可传热、可流动；⑦制备简单，如[Bmim]AlCl4 ，可由商业品甲基咪唑和卤代烷直接合成中间产物，再与含有目标阴离子的无机盐反应生成相应的离子液体；⑧具有较弱的配位趋势[7]、[9]。
室温离子液体研究的潜在价值已经得到了世界各国化学工作者的广泛认可，特别是近几年来，RTIL作为一种“绿色”溶剂或催化剂，在催化和有机反应中发挥了独特的作用。
离子液体种类繁多，改变阳离子和阴离子的不同组合，可以设计合成出不同的离子液体。
一般阳离子为有机成分，并根据阳离子的不同来分类。
离子液体中常见的阳离子类型有烷基铵阳离子、烷基铃阳离子、Ⅳ一烷基吡啶阳离子和Ⅳ，Ⅳ’一二烷基咪唑阳离子等,其中最常见的为Ⅳ，Ⅳ’一二烷基咪唑阳离子。
离子液体合成大体上有2种基本方法：直接合成法和两步合成法。
⑴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。
例如硝基乙胺离子液体就是由乙胺的水溶液与硝酸中和反应制备。
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。
最近，Hirao等用此法合成了一系列不同阳离子的四氟硼酸盐离子液体。
另外通过季铵化反应也可以一步制备出多种离子液体，如1一甲基咪唑酸盐[Bmim]X、[Bmim]Br等，其反应式如下（HX为强酸、X为酸根）：⑵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一离子或加人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)时，产生Ag、沉淀或NH3、HX气体而容易除去；加人强质子酸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。
其原理如下：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[5]。
另外直接将Lewis酸(MXy)与卤盐结合，可制备[阳离子][MnXnY+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。
离子液体可设计，品种多，性能独特，应用领域广泛。
寻找一条最优化的工艺，缩短反应时间，减少合成过程中的污染问题，降低生产成本，尽快实现离子液体的规模化生产，是人们非常关心的问题。
运用微波和超声波辅助合成离子液体无需有机溶剂，反应速度快，产品收率高，纯度好。
1.2 问题的提出与分析作为一种新颖功能材料，室温离子液体给化学化工提供了一个全新的研究领域。
未来离子液体研究的重点内容应当包括：离子液体理论的建立，新型、功能化离子液体的合成，离子液体与各种传统技术和过程的进一步结合，低成本、简便的离子液体合成与生产，推进离子液体研究的工业化进程。
近些年来对离子液体的研究主要集中在新型离子液体的合成、物理和化学特性的表征及其作为溶剂和电解质的应用研究等方面。
迄今为止，离子液体尚未实现大规模的工业生产。
其主要原因在于离子液体目前还未实现大规模的工业应用。
此外，实验数据、毒性数据、环境影响数据缺乏[8]，生产过程中大量废料及失效离子液体本身的无害化处理，采用Ag盐的方法制备室温离子液体的造价昂贵，并且产品的提纯还有一定的困难。
所以，要真正实现离子液体的工业应用，关键在于降低离子液体的生产成本和产品的提纯问题。