吡唑类离子液体的合成及应用研究进展

随着对离子液体的研究越来越多,吡唑类离子液体的研究也渐渐受到人们的关注.吡唑离子液体具有优良的物理化学性质和电化学性质,如熔点低、不易挥发、良好的热稳定性和溶解性能等,吡唑离子液体逐渐应用于电化学、有机合成反应、工业催化剂甚至作为特定性质的溶剂等领域.应用吡唑类离子液体作为新型锂电池中的电解质,是近年来离子液体研究中的一大热点,这类新型锂电池具有良好的充放电性能和可循环性能.吡唑离子液体也可作为新型催化剂应用于有机合成反应中,如催化Suzuki-Miyaura偶联反应、Aldol反应等,解决了传统方法中产物不易从体系中分离的难题,且这种新型离子液体催化剂兼具溶剂和催化剂的作用,不但取代了传统有毒溶剂,更具有优良的活性和催化性能.此外,吡唑离子液体在表面活性剂、特定功能的新型溶剂等领域也有一定的应用.本文主要就近年来吡唑离子液体的合成及应用领域的研究进展作了简要综述.并对其在新型高性能电池、绿色化学等方面的发展前景作了初步展望.     

离子液体在有机合成中的应用

本文概括了离子液体作为绿色反应介质的优异特性,并综述近年来离子液体在有机合成中的应用,其中包括交叉偶联反应,加成反应,缩合环化反应,重排反应和氧化还原反应。随着离子液体功能化研究的发展,其应用研究的潮流和趋势将超越绿色化学的领域,为其在众多领域的应用开拓出更广阔的前景。     

几种无机盐与离子液体催化苊的偶联反应

为合成新型功能高分子中间体，分别研究了在AlCl3，FeCl3，ZnCl2等无机盐和[Bmim]Cl／FeCl3离子液体催化作用下，苊在温和条件常温常压下的偶联反应．经GC／MS分析发现生成了3，3＇-联苊．用GC法考察了不同反应条件对3，3’-联苊产率的影响，得到了各催化剂作用的优化反应条件．结果表明，上述几种催化剂中，[Bmim]Cl／FeCl3离子液体对苊的偶联反应催化效果最好，在该催化剂作用的优化反应条件下，3，3’-联苊产率为48．71％，选择性78．56％，且[Bmim]Cl／FeCl3离子液体对环境无污染，并可循环使用．通过重结晶、层析等方法得到了功能高分子中间体3，3‘-联苊纯品，并用GC／MS，FTIR和^1H NMR等分析测试手段鉴定了其结构．     

覆盆子酮香料的绿色合成研究

以离子液体为催化剂和反应媒介,将其用于苯酚和丁烯酮的反应中合成覆盆子酮;考察了离子液体阴阳离子结构、离子液体用量、底物配比、反应温度和时间对合成覆盆子酮反应性能的影响.结果表明,以酸性离子液体[BMIM]HSO4为催化剂,n(苯酚)∶n(丁烯酮)=1∶2,25℃反应12 h时,覆盆子酮的产率可达73%.使用酸性离子液体催化合成覆盆子酮具有反应操作简便、后处理简单、未反应的原料和催化剂可以循环使用、不使用任何有毒催化剂和有机溶剂等优点,是一种绿色环保的合成覆盆子酮的新方法.     

某些咪唑类离子液体在水、脂肪醇中的溶解热力学研究

离子液体作为一种新型绿色溶剂在很多领域都有广泛的应用．目前，人们对离子液体的研究主要集中在分离，萃取，化学反应，材料合成，有机反应和绿色分离方面，对离子液体的基础物理化学性质，特别是离子液体在不同溶剂中的溶解性能的研究非常缺乏，严重地制约了离子液体的进一步开发和应用．本文采用紫外分光光度法，在不同温度下（278～323K）测定了咪唑类离子液体[C4mim][PF6]、[C6mim][PF6]和[C6mim][BF4]分别在水、乙醇、正丙醇、正丁醇、异丁醇、正戊醇中的溶解度，     

N-烷基吡啶类室温离子液体BPNO3、BPBF4的合成研究

室温离子液体作为一种新的绿色溶剂,受到了广泛的关注．通过氯代正丁烷与吡啶反应合成作为室温离子液体中间体的氯化N-正丁基吡啶（BPC）,进而利用BPC与NH4NO3、NaBF4在丙酮中的复分解反应,合成硝酸N-正丁基吡啶（BPN03）、四氟硼酸N-正丁基吡啶（BPBF4）两种室温离子液体,并通过IR、^1HNMR等方法对室温离子液体的化学结构进行表征．讨论在实验室条件下合成BPNO3、BPBF4这两种N-烷基吡啶类室温离子液体的可行性．     

Cu掺杂类沸石咪唑骨架(ZIF-8)纳米晶的机械化学法制备及其催化性能

采用液体辅助的机械研磨法成功将Cu离子掺杂到ZIF-8结构中,并且从液体的作用、金属前驱体的选择、金属与配体的比例对合成的影响等三方面系统优化了合成策略。以二甲基苯基硅烷与正丁醇为模型底物,对Cu掺杂ZIF-8纳米晶催化硅烷与醇脱氢偶联制备硅氧烷的反应进行了研究。结果表明,该催化剂有较好的反应活性、选择性及稳定性。该研究工作的合成策略可为多元金属ZIF材料的制备及性能研究提供借鉴。     

离子热合成研究进展

离子液体具有蒸气压低、稳定性好、离子电导率高、电化学窗口宽、溶解度大、可设计性强等优点。离子液体可用作无机合成中的溶剂、结构导向剂和模板。离子热合成是在离子液体中进行的一种新的合成方法。综述了近年来离子热合成在无机材料制备中的研究进展。     

固定化离子液体的制备及其在有机催化合成中的应用

综述了吸附型和键合型两大类固定化离子液体的制备方法及其在有机催化合成中的应用.利用载体良好的吸附性能和活性基团可制得固定化离子液体.将固定化离子液体应用于有机催化合成反应,不仅能够提高催化活性和选择性,更重要的是其具有良好的重复使用性能.     

离子液体中异丁烷与丁烯的烷基化反应

合成出一系列具有不同阴离子或阳离子结构的离子液体，并在高压釜中评价了这些离子液体对异丁烷与丁烯烷基化反应的催化效果以及相关反应条件的影响。实验结果表明，由无水三氯化铝参与合成的离子液体催化性能较好，其活性来源于[Al2C17]-。阳离子的类型影响产物的选择性，反应过程中烷基化油容易与离子液体分离。当烷、烯体积比为40，反应温度为65℃及反应时间为2min时，烷基化油收率达到进料丁烯体积的156％，其中C8组分的含量可以达到57％以上，在催化反应过程中，离子液体可以重复使用。     

CO2在离子液体中溶解度的模型研究

将PRSV状态方程应用到CO2气体在离子液体中的溶解度计算，并根据离子液体在不同温度下的密度数据，得到了PRSV状态方程用于离子液体时的方程参数，分别用与G^E模型NRTL相结合的Wong-Sandler和van der Waals混合规则来关联计算CO2气体在离子液体中的溶解度，并优化得到气体与离子液体的交互作用参数。其计算结果的平均相对误差分别为9．45％和6．60％。     

SDS/[Cnmim]Br/H2O体系的双水相性质

研究了咪唑类离子液体[Cnmim]Br与传统阴离子表面活性剂SDS混合水溶液的性质,结果显示混合水溶液性质随咪唑阳离子上烷烃链长的变化而呈现出明显的不同。当离子液体取代烷基链的碳数大于或等于6时,混合体系可以自发地分为共存的两相,即双水相。共存的两相界面清晰、性能稳定且能有效萃取染料二甲酚橙,有望成为新型高效的分离体系,在生物活性物质的纯化、分离中发挥作用。混合体系中离子液体和传统表面活性剂相对含量的改变引起混合溶液中表面活性剂聚集体尺寸和形态的变化,最终导致双水相上、下两相表观现象的差异。此外,离子液体、SDS头基间库仑力作用、烷烃链的疏溶剂力以及离子液体与SDS的协同效应,是形成溶致液晶的重要驱动力,导致较低浓度下十字花纹理层状液晶(LC)的生成。     

离子液体的相平衡

近年来,离子液体是全新的绿色溶剂体系被称为"未来的绿色设计者溶剂"。离子液体以其独特的物理化学性质和在众多领域的巨大应用潜力而引起广泛的关注。离子液体在分离过程中的实际应用还存在一些需要解决的问题,如相平衡等热力学数据缺乏。叙述了近年来离子液体的相平衡,总结了这些混合物相行为的基本热力学规律以及对萃取分离过程的指导作用。结合研究工作,概述了相平衡与离子液体的关系,意在为离子液体的应用提供信息和数据。同时,对离子液体的发展进行了展望。     

氨基功能化离子液体表征及吸收SO2的实验研究

制备了4种氨基功能化离子液体,通过UV,IR和NMR进行了结构表征.进行了室温下吸收SO2的实验,结果表明,该类离子液体的吸收平衡时间为1.5 h,最大摩尔分数溶解度为2.50,质量分数溶解度为52.5%.吸收了SO2的离子液体经过简单蒸馏即可回收使用,脱附率为96%.与目前报道的离子液体脱硫技术相比,氨基功能化离子液...     

溴化N-乙基吡啶制备和溶解性的研究

实验用溴代N-乙烷和吡啶合成了溴化N-乙基吡啶离子液体中间体,优化了实验条件,使产率有了很大提高,并且经过重结晶,提高了产品纯度。用红外光谱对其结构进行表征,根据峰的位置确定了产物的官能团,表明合成了目标产物。测定了溴化N-乙基吡啶在乙醇、乙腈和水中的紫外光谱,实验结果表明,溶剂的极性和酸碱性均对溴化N-正乙基吡啶的紫外吸收光谱产生影响。用熔点测定仪测定了溴化N-乙基吡啶的熔点为145℃。测定了溴化N-乙基吡啶在不同溶剂中的溶解性,溴化N-乙基吡啶在乙腈、乙醇、甲醇、水和三氯甲烷中有良好的溶解性;在乙醚、乙酸乙酯、丙酮、四氯化碳和环己烷中均不溶或者难溶。     

改性2AlCl3-Et3NHCl离子液体催化C4烷基化反应

向2AlCl3-Et3NHCl离子液体中分别加入二硫化碳、丁基硫醇、二甲基硫醚和丙酮,考察了其对离子液体催化异丁烷/2-丁烯烷基化性能的影响.在相同反应条件下,以二硫化碳和丁基硫醇改性的离子液体的催化性能优于未改性离子液体:烷基化产品中的C8组分含量由49.7%分别提高到68.6%和79.2%,TMP(三甲基戊烷)/DMH(二甲基己烷)从0.92分别提高到5.81和4.07.采用乙腈探针红外光谱法测定了离子液体酸性,发现改性后离子液体的路易斯酸强度均有所降低,不同助剂对离子液体的路易斯酸强度的影响也有差别.2AlCl3-Et3NHCl离子液体改性前后的27Al核磁共振波谱表明:Al2Cl7-量的下降导致了改性离子液体酸强度的减弱,其催化性能提高可以归因于加入的助剂在离子液体中形成的新配合物.     

离子液体的物理化学性质

近年来,离子液体是全新的绿色溶剂体系被称为"未来的绿色设计者溶剂"。离子液体以其独特的物理化学性质和在众多领域的巨大应用潜力而引起广泛的关注。要想很好地利用它,必须了解其相关的物理化学性质。结合笔者的研究工作,概述了离子液体的密度、黏度、表面张力、酸性、配位能力和极性等物理化学性质与离子液体结构间的关系,意在为离子液体的物理化学性质和应用提供信息和数据。同时,对离子液体的发展进行了展望。     

室温离子液体在无机纳米材料合成中的应用进展

室温离子液体作为一种新型的绿色环保溶剂,近年来已经成为研究热点.文章简要介绍了室温离子液的优点及在电化学、有机合成、聚合反应等方面的应用,重点介绍了室温离子液的类型、合成方法,详细论述了室温离子液在无机合成应用中的具体进展,指出了室温离子液体在无机合成中的发展方向.     

低熔点低粘度的季铵盐类离子液体的合成与表征

烷基链的长短和对称性影响着四烷基季铵离子液体的理化性质,影响着其应用前景.本实验室设计、合成了系列新型丁基三乙基季铵型功能化离子液体,该类离子液体与之前报道的相应离子液体相比,具有相对较低的熔点,同时也具有更低的粘度.合成的离子液体中阴离子分别是三氟甲基磺酰根((CF3SO2)2N-)、六氟磷酸根(PF6-)、四氟硼酸根(BF4-)、硫酸氢根(HSO4-)、硫氰酸根(SCN-)和对甲苯磺酸根(PTSA-);利用核磁共振仪、密度仪、热分析仪、黏度仪、元素分析仪对其进行表征;研究了其与常规溶剂的相溶性,并对其结构和性质之间的关系进行探讨.     

The distillation and volatility of ionic liquids

It is widely believed that a defining characteristic of ionic liquids (or low-temperature molten salts) is that they exert no measurable vapour pressure, and hence cannot be distilled. Here we demonstrate that this is unfounded, and that many ionic liquids can be distilled at low pressure without decomposition. Ionic liquids represent matter solely composed of ions, and so are perceived as non-volatile substances. During the last decade, interest in the field of ionic liquids has burgeoned, producing a wealth of intellectual and technological challenges and opportunities for the production of new chemical and extractive processes, fuel cells and batteries, and new composite materials. Much of this potential is underpinned by their presumed involatility. This characteristic, however, can severely restrict the attainability of high purity levels for ionic liquids (when they contain poorly volatile components) in recycling schemes, as well as excluding their use in gas-phase processes. We anticipate that our demonstration that some selected families of commonly used aprotic ionic liquids can be distilled at 200-300 degrees C and low pressure, with concomitant recovery of significant amounts of pure substance, will permit these currently excluded applications to be realized.