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离子液体的合成以及在有机合成中的应用 13级材料科学与工程 2013061550 周强 摘要：离子液体的研究是近年来绿色化学领域的研究热点之一。离子液体由于具有特殊的性质,包括低挥发性、大极性、良好的热稳定性、通过调整阴阳离子选择不同的溶解性等特点,已经作为反应介质或催化剂广泛应用于有机合成领域,引起了人们足够的兴趣.与传统有机溶剂反应相比,离子液体相反应得到的产物收率高,选择性好,加快部分类型反应的速率,后处理简单以及离子液体催化剂体系简单,回收后,可多次重复使用.此次综述囊括了离子液体的发展研究与合成,以及作为反应物或催化剂在有机合成传统反应类型中的必威体育精装版研究成果。 关键词：离子液体；有机合成；应用1引言 随着科技发展和环保意识的增强，清洁、低耗、高效的化学化工反应是发展的必然趋势。由于绝大多数化学反应需要在溶剂中进行,而有机溶剂的用量大、挥发性强是造成化学化工污染的主要原因之一。在这样的条件下，寻找对环境友好、有利于反应控制的介质和溶剂是目前化学化工需要解决的迫切问题之一。离子液体结合了均相催化剂和异相催化剂的各种优异性能，是绿色化学中最具前景的反应介质和理想的催化体系。离子液体在有机化学反应中的应用极其广泛，并显示出反应速率快、转化率高、选择性高、催化体系可重复使用等优点。离子液体具有良好的溶解性能，能溶解无机物、金属有机物和高分子聚合物。它还具有不挥发性、不易燃、易爆性和较好的热稳定性等优点。2离子液体2.1离子液体的特性离子液体一般都具有一些独特的性质，所以一般作为溶剂则具有极其优越的特点[1]：（1）由于离子液体中正、负离子间有较强库仑力，所以几乎无蒸汽压，在常压条件下使用和储藏过程中都为液态，不会蒸发散失。（2）具有较高热稳定性和化学稳定性，所以绝大部分离子液体在较高温度和压力下仍然可以保持液态。（3）由于离子液体中正负离子可以由无机离子或有机离子组成，所以它对大多数无机化合物、有机化合物、金属有机化合物，甚至高分子材料都具有很高的溶解能力。（4）由于离子液体具有极好的热稳定性和水溶性，所以它无可燃性和着火点，并且可以通过相分离或减压分离等方法进行回收重复利用。（5）热容量较大，可将离子液体用做吸热介质以促进太阳能等的转化。（6）优秀的催化性能。2.2离子液体的发展历史 离子液体,又称室温离子液体或室温熔融盐,即在室温或近于室温情况下由有机阳离子和无机阴离子组成的熔融盐体系【2】。早在1914年W?alden就发现了第一个离子液体硝酸乙基胺([EtNH3][NO3]。但其后此领域的研究进展缓慢,直到1992年，Wbikes领导的研究小组合成了低熔点、抗水解、稳定性强的1一乙基一3一甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体(EMimBF4)后,离子液体的研究才得以迅速发展,随后开发出了一系列的离子液体体系。由于离子液体具有的众多优良特性符合发展绿色化学的新理念，使其在有机合成、萃取分离、化学催化、电化学等方面的得到日益广泛的应用【3】。2.3离子液体的合成2.3.1?直接合成法??中和法：文献报道了用叔胺与酸生成离子液体的方法，简称中和法。反应一步完成，因为没有副产物，产物提纯简单，但是季铵离子液体上少1个烷基多1个氢。用这种多方法己经合成超过100种离子液体，如[Emim][OTf]熔点为8℃，[mim][BF4]熔点为-5~9℃。?（2）叔胺与酯反应：文献报道用叔胺与酯反应生成季铵类离子液体的方法，限负离子为OTf的离子液体，如mim+ROTf=[Rmim][OTf]在l,1,l-三氯乙烷等溶剂中进行。?（3）一锅法：文献阐述了一锅制法，甲醛、甲胺、乙二醛、四氟硼酸、正丁基叔胺一锅反应制得离子液体混合物，其中[BBim][BF4]占41%，[Bmim][BF4]占50%，[Minim][BF4]占9%。?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。硝基乙胺离子液体可以由乙胺的水溶液与硝酸中和一步合成。通过季铵化反应也可以一步制备出多种离子液体，如1-丁基-3-甲基咪唑盐[Bmim][CF3SO3]，[Bmim][Cl]等[4]2.3.2两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)；然后第二步用目标阴离子?Y－置换出?X－离子加入?Lewis?酸?MX?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?)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。两步合成法的优点是普适性好、收率高。?常见的室温离子液体的合成一般不需要特殊的而采用常规加热法