咪唑类离子液体的微波水浴合成及性能研究

以N-甲基咪唑、氯代正丁烷、KPF6及NaBF4等为原料,分别在微波和水浴2种加热条件下利用二步法合成出2种咪唑类离子液体[BMIM]PF6和[BMIM]BF4。比较了2种方法在中间体合成及阴离子置换中的优势和劣势,并利用IR,TGA和LSV等方法表征了所得离子液体的结构特征及电化学性能。结果表明,2种方法所合成的离子液体在物化性质上无明显差异。微波法在合成中间体时可显著缩短反应时间,产率可达90%以上;水浴加热法则更有利于阴离子置换。故采用微波法与水浴加热法相结合的方式合成离子液体可收到良好的效果。     

微波合成三类含氮离子液体

采用微波合成方法以喹啉、N-甲基咪唑及N-乙基哌啶为原料合成3种离子液体。此方法绿色、清洁、高效且反应在3～6min即可完成,所有产物结构经1H NMR确认。     

烷基咪唑类离子液体的合成及其性质

以N甲基咪唑和溴代烷烃为原料,通过微波法合成了6种离子液体1烷基3甲基咪唑类溴盐:1正丙基3甲基咪唑溴盐([nPmim]Br)、1异丙基3甲基咪唑溴盐([iPmim]Br)、1正丁基3甲基咪唑溴盐[nBmim]Br)、1仲丁基3甲基咪唑溴盐([sB mim]Br)、1正戊基3甲基咪唑溴盐([nAmim]Br)、1正己基3甲基咪唑溴盐([nHmim]Br).然后以 [nBmim]Br为中间体,经过阴离子交换得到1正丁基3甲基咪唑四氟硼酸盐([nBmim]BF4).在25℃时测定了7种离子液体的密度,结果表明:含有相同阴离子的离子液体密度随着阳离子烷基链长度的增加而减小;含有相同阳离子的离子液体,阴离子体积越大,密度越高.通过循环伏安法测定了[nBmim]Br和[nBmim]BF4的电化学窗口,分别为2.0V和3.4V.[nBmim]BF4的DSC曲线表明,其只有玻璃化温度(-95℃),而没有结晶温度和熔点.     

微波法合成烷基吡啶类离子液体

以吡啶和溴代正丁烷为原料采用微波法合成了中间体溴化N-丁基吡啶 ([BPy]Br),并通过正交试验对反应条件进行了优化.考察了原料配比、反应时间、微波功率对该反应的影响,结果表明:原料摩尔比1:1.1时,微波功率在400 W,反应时间20 min为较佳的反应条件.中间体在微波辐射下经过离子交换合成了N-丁基吡啶四氟硼酸盐([BPy]BF4) 和N-丁基吡啶六氟磷酸盐([BPy]PF6).产物结构由IR和1HNMR确证.     

烷基咪唑类离子液体的合成与表征

采用绿色化学合成法,以N-丁基咪唑和1,2-二甲基咪唑为反应原料,碳酸酯为烷基化试剂,合成了2种离子液体的中间体1-丁基-3-甲基咪唑碳酸甲酯盐([n-BMIM]OCO2Me)和1,2-二甲基-3-乙基咪唑碳酸乙酯盐([EMMIM]OCO2Et),然后通过与HBF4及HPF6的反应,得到4种离子液体：1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([n-BMIM]BF4)、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([n-BMIM]PF6)、1,2-二甲基-3-乙基咪唑四氟硼酸盐([EMMIM]BF4)和1,2-二甲基-3-乙基咪唑六氟磷酸盐([EMMIM]PF6).产物结构经FT-IR, 1H-NMR和质谱分析确认.最后通过差示扫描量热分析（DSC）测定6种离子液体的结晶温度或熔点.     

微波合成配位离子液体

采用微波辐射加热法合成了一系列环境友好的配位离子液体(C4H9)4NX.C6H11NO,X=Cl-,Br-,Ac-。与热合成法相比,该方法合成配位离子液体(CILs)具有反应时间短、能耗低、无需加入有机溶剂等优点,通过IR,1H NMR对化合物结构进行了表征,测定了该系列CILs的电导率、pH值和溶解性等物化性质。     

采用微波辅助离子液体催化合成辛基糖苷

采用已内酰胺与对甲基苯磺酸制备一种离子液体(CP-ptsa),并用核磁共振氢谱对该离子液体进行表征。以该离子液体作催化剂,在微波辅助条件下研究用葡萄糖与正辛醇合成辛基糖苷的反应条件。用吡啶作探针的红外图谱证明该离子液体是一种Brφnsted酸。研究结果表明:与常用的糖苷合成方法相比,微波的辐射可以缩短辛基糖苷的反应时间,而对产率的影响不大;在优化后的合成条件下,即微波功率为600 W,反应温度为120℃,反应时间为10 min,醇糖物质的量比为6-1,催化剂的质量为葡萄糖质量的4%时,产率可以达到72%;经柱色谱纯化后的产物纯度为98%。用核磁共振碳谱确认了产物的糖苷键结构。     

咪唑类离子液体[PMIm]BF4的合成及表征

本文采用两步法合成离子液体1-甲基-3-丙基咪唑四氟硼酸盐（[PMIm]BF4）,收率为92.59%。通过红外光谱（IR）、元素分析等方法对其结构进行了表征。又通过X射线衍射（XRD）分析反应生成的固体为NH4Br,表明了反应所进行的方向,进一步验证了此离子液体的组成。热重（TG）分析显示300℃以下[PMIm]BF4不会发生氧化反应,热稳定性好。     

咪唑类离子液体作用下银纳米粒子调控合成

近年来,有关离子液体在水体系中的聚集以及类似于传统表面活性剂在水体系中形成胶束的研究[1],向我们揭示了离子液体在材料的液相合成中可以扮演常见表面活性剂相同的角色,即可通过形成模板来控制材料的结晶行为.     

微波离子热合成研究进展

微波离子热合成是用离子液体或低共熔混合物做溶剂和模板剂,并辅之以微波加热的一种新型合成技术。它既保留了离子液体/低共熔混合物的低熔点和不易挥发等特点,又具有微波高效节能的特点,不仅为材料合成提供了新的发展视角,也符合碳中和发展目标。本文对微波离子热在材料合成方面的应用进行综述,包括分子筛的合成、纳米材料的合成及其他材料的合成,并对微波离子热合成的发展前景进行展望。     

Pulse radiolysis studies of functionally substituted imidazolium-based ionic liquids

The reactions of imidazolium-based ionic liquids having different substituent groups on the ring with hydrated electrons (eaq-),hydroxyl radicals (·OH),and sulfate anion radicals (SO4·-) were investigated using nanosecond pulse radiolysis techniques.The spectra of these ionic liquids on reaction with eaq-all exhibited a similar peak at about 320 nm,and a typical peak for eaq-in aqueous ionic liquid solutions.The reaction rate constants for 1,3-disubstituted imidazolium-based ionic liquid hexafluorophosphates (BMIPF 6) with eaq-were deduced to be 10 10 L mol-1s-1,however the values were lower for trisubstituted ionic liquids.For example,the rate constant for 1-butyl-2,3-dimethylimidazolium tetrafluoroborate (BMMIBF 4) was 5.5×10 9 L mol-1s-1.Imidazolium-based ionic liquids reacted with hydroxyl radicals via adducts to produce a mixture of isomeric OH adducts,and the pk a value of the OH adducts was deduced to be 8.4±0.4 for 1-butyl-3-methylimdazolium tetrafluoroborate (BMIBF 4).Moreover,imidazolium cations were also oxidized by SO4·-to produce bivalent cation radicals,which exhibit a peak at 320 nm,and these rate constants are of the same order of magnitude,i.e.,10 9 L mol-1s-1,except that for 1-(2-hydroxyethyl)-3-methylimdazolium tetrafluoroborate with SO4·-(k=2.8×10 8 L mol-1 s-1).Theoretical calculations were carried out to estimate the structures of the products of reduction by eaq- and the results were related to the experimental data.     

室温离子液体催化阿司匹林的合成

研究了以几种1,3-二烷基咪唑离子液体为催化剂来合成阿司匹林的反应,考察了反应时间、酸醇摩尔比等对该反应的影响。结果表明:[BMIm]Br离子液体对阿司匹林的合成有较好的催化作用,最佳反应条件为:n水杨酸:n乙酸酐=1∶2,催化剂用量2mL,反应温度80~85℃,反应时间3h,收率可达81.6%。产物和离子液体不溶而分层,便于分离,且离子液体可以重复使用。     

酸性吗啉离子液体催化合成阿司匹林的研究

以N-甲基吗啉,氯磺酸为原料合成N-甲基-N-磺酸基吗啉盐酸盐的酸性离子液体,将其代替浓硫酸用于催化乙酸酐和水杨酸的酯化反应,合成阿司匹林。考察了原料配比、离子液体用量、反应温度、反应时间等因素对阿司匹林产率的影响,并通过正交实验确定最佳合成条件。结果表明该离子液体对阿司匹林的合成具有良好的催化效果,在水杨酸20mmol、乙酸酐40mmol、N-甲基-N-磺酸基吗啉盐酸盐离子液体3mL、反应温度70℃、反应时间30min的条件下,阿司匹林产率可达77.12%。     

离子液体中碘催化2-芳基-1H-苯并咪唑衍生物的合成

碘催化下,以芳醛、邻苯二胺为原料,在离子液体[BMIm]Br中选择性反应得到了一系列2-芳基-1 H-苯并咪唑衍生物.该方法具有中性反应条件、产率较高和环境友好等优点.其中化合物3i的结构通过X单晶衍射分析加以证实.     

离子液体超酸催化合成乙酸乙酯

研究了在具有Lewis酸性的离子液体体系中进行的乙酸乙酯反应。以氯化 1-甲基 - 3-乙基咪唑 (ME IC) ,氯化 1-丁基吡啶 (BPC) ,氯化 1-甲基 - 3-丁基咪唑 (MBIC)及盐酸三甲胺 (TMHC)季铵盐分别与AlCl3 原位合成法制备离子液体催化体系。结果表明 :以上各种离子液体均有很高的催化活性 ,反应转化率在较短的时间内达到 92 %。其中TMHC -AlCl3 离子液体反应转化率为 95 %。与H2 SO4或固体超酸相比 ,催化活性显著提高 ,生成乙酸乙酯不溶于离子液体 ,因而易于分离 ,催化剂可重复使用     

含氮手性离子液体的合成及应用研究进展

综述咪唑鎓盐、季铵盐和吡啶鎓盐等含氮手性离子液体的合成及其在不对称催化反应中的应用研究进展.研究成果表明,手性离子液体的制备既可以直接使用手性源(如氨基酸、氨基醇、或生物碱等),也可以利用不对称合成.含氮手性离子液体手性中心的构建、固载化方法以及构效关系将是今后研究工作的重点.     

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.