离子液体的合成应用.doc

离子液体的合成应用 文章标题：离子液体的合成应用 摘要离子液体是在室温或室温附近温度下为液态且完全由离子构成的新型溶剂，本身具有超低的蒸气压，也被称为绿色溶剂。选择不同的阴离子和阳离子可以改变离子液体的酸性、水溶性、熔点、热稳定性等物理化学性能。本文简要介绍了室温离子液体的特性，制备方法，详细介绍了离子液体在有机反应，电化学和无机纳米材料方面的 应用。 关键词室温离子液体；特性；合成；有机反应；电化学；无机纳米材料 1离子液体的特性 离子液体具有以下突出特性：（1）离子液体的阴、阳离子可以根据利用者的需要或设计；（2）离子液体具有蒸汽压近似等于零，不挥发，不易燃易爆，不易氧化，在300℃以下能稳定存在；（3）能够溶解许多无机盐和有机物；（4）离子液体的电化学窗口大于3V；（5）有的离子液体与一些有机溶剂不互溶，可以提供一个非水、极性可调的两相体系，在化学分离中可以作为一个水的非共溶极性相使用；（6）有些离子液体表现出Lewis、Franklin酸性及超强酸性；（7）离子液体通常含有弱配合离子，所以具有高极化潜力而非配合能力。 2离子液体的制备方法 离子液体种类繁多，改变阳离子／阴离子的不同组合，可以设计合成出不同的离子液体。离子液体合成大体上有两种基本方法：直接合成法和两步合成法。 2.1直接合成法 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。如氯化1一丁基一3一甲基咪唑和氯化N一丁基吡啶的合成就是采用此方法。 2.2两步合成法 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一置换出X-离子或加入Lewis酸MXy来得到目标离子液体。其中，使用金属盐一Y(常用的是AgY或NH4Y)时，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离子液体。 2.3微波合成法 为了缩短合成时间，提高产率，还可采用微波法制备离子液体。如氯代N，N’一二烷基吡啶盐的合成，具体过程为：将1一甲基咪唑和1一氯丁烷放置于微波炉中，功率300W，2min内温度达到150℃，在这个温度下继续反应22min，得到的粘稠的液体，经冷却后为白色固体，用乙酸乙酯洗两次，过滤，真空干燥，产率91％。 3离子液体的应用 3.1在有机反应中的应用 以离子液体作反应系统的溶剂有如下一些好处：首先为化学反应提供了不同于传统分子溶剂的环境，可改变反应机理，使催化剂活性、稳定性更好，转化率、选择性更高；离子液体种类多，选择余地大；将催化剂溶于离子液体中，与离子液体一起循环利用，催化剂兼有均相催化效率高、多相催化易分离的优点；产物的分离可用倾析、苯取、蒸馏等方法，因离子液体无蒸气压，液相温度范围宽，使分离易于进行。 3.1.1芳香醛的氧化反应 Howarth在离子液体[bmim]PF6中利用[Ni(acac)2]为氧化剂在1个大气压的02中氧化芳香醛生成相应的酸。若没有Ni催化剂，生成羧酸生的产率很低，小于5％。研究表明，[bmim]PF6／[Ni(acac)2]能连续重复使用3次以上，而且每次的产率相当。 3.1.2Witting反应 Witting反应是形成碳碳双键的一个重要方法。产物烯烃和反应形成的副产物Ph3PO往往需要通过重结晶或色谱分离来提纯。Boulaire报道了[Bmim]BF4离子液体中稳定的叶立德和芳香醛或脂肪醛的Wittig反应，产物烯烃和副产物Ph3PO易于分离，并且离子液体可以循环使用。 3.1.4加氢反应 顾彦龙等在[BMIM]BF4离子液体中，用过渡金属三苯基膦配合物作为催化剂在90-150℃，1.0-1.5MPa下研究了双环戊二烯的加氢反应。结果表明：将铑的三苯基膦配合物同离子液体相结合，可以在较低的反应压力下和较短的反应时间内顺利地将双环戊二烯转化为桥式四氢双环戊二烯。反应转化率和产物选择性都超过了99，产物和离子液体催化剂体系易于分离，离子液体和催化剂可以循环使用[1]。 3.1.5Michael加成反应 杨文龙等研究在离子液体[bmim]BF6中NaOH催化丙二酸酯对α，β-烯酮和β-硝基烯烃的Michael加成反应。结果表明：NaOH/[bmim]BF6体系对各种α，β-烯酮和β-硝基烯烃普遍适用，室温反应45-120min可得到75.2-96.8收率的加成产物。体系可以稳定地循环使用6次以上[2]。 3.1.6Henry反应 Henry反应是形成C-C键的一个非常重要反应，在有机合成中应用广泛。Jiang等研究了[TMG][F3Ac]和12全文查看 管理资料下载站 提供大量的免费资料下载,如果你喜欢我们,请将我们分享给您的朋友们!We