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离子液体及其应用研究新进展_待续_郭红霞

离子液体及其应用研究新进展_待续_郭红霞
离子液体及其应用研究新进展_待续_郭红霞

2007年第14卷第5期

化工生产与技术ChemicalProductionandTechnology

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综述

收稿日期:2007-08-20

室温离子液体(RTILs)是指主要由有机阳离子和无机或有机阴离子构成的在室温或接近于室温下呈液态的盐类,具有很多分子溶剂不可比拟的独特性能。离子液体可根据某种特殊的性质或者设计者的意图通过变换阴阳离子的结构来进行设计,因此其又被称为“设计者溶剂”。

国外对离子液体研究较早,上世纪80年代早期,KSeddon,英国BP公司和法国的IFP等研究机构就开始较系统地探索RTILs作为溶剂与催化剂的可能性。上世纪90年代以后,一系列性能稳定的

RTILs的成功合成使其在催化与有机合成领域的应

用研究逐渐活跃。1992年,Welton合成了在空气中非常稳定的1,3-二烷基咪唑氟硼酸盐/氟磷酸盐离

子液体[1],使离子液体得到迅速发展,其种类和数量也大大增加。离子液体研究的潜在价值已经得到了各国化学工作者的广泛认可。特别是近几年来,RTILs充当一种“

绿色”溶剂或催化剂以及某些催化剂的“液体载体”在催化和有机反应中发挥了独特的作用,正在受到世界各国催化界与石化企业界的接受和关注。

本文主要叙述了离子液体的组成和分类、性质、合成、纯化,以及目前在化学反应、分离过程、电化学、功能材料、石油化工等方面的应用。

1组成和分类

离子液体主要是由阴阳离子组成的,并根据阴

阳离子结构的不同进行分类。

离子液体的组成主要是烷基吡啶、二烷基咪唑

阳离子和有机的或者无机的阴离子[2]。离子液体正

负离子如

等。

离子液体种类繁多,按阳离子来分可分为普通的季铵盐类、季磷盐类、烷基吡啶类和烷基咪唑类等。按阴离子来分可分为金属类(如AlCl-4,CuCl-2等)和非金属类(如(CF3SO2)2N-,PF-6、BF-4等)。按

Lewis酸性,可分为可调酸碱性的离子液体,如AlCl-4,

和中性的离子液体,如PF-6、BF-4等。

2性质

离子液体的1个重要发展方向是建立起有关物

理性质的或化学性质的数据库,以更好地了解、应用离子液体并对其进行改性,从而更好地应用这一环境友好物种,因此,对离子液体的物理化学性质的研究势在必行。

离子液体的阴阳离子对其熔点有明显的影响。阴、阳离子对称性低和体积大的离子液体材料,相应的熔点较低。

离子液体的粘度通常比传统的有机溶剂高1~3个数量级[3],这给化工操作过程带来许多负面影响。

离子液体及其应用研究新进展(待续)

郭红霞

吕敬德

梁英华

(河北理工大学化工与生物技术学院,河北唐山063009)

摘要

叙述了离子液体的组成、分类、性质、制备和纯化。离子液体具有熔点低、蒸气压小、

酸性可调及良好的溶解度、粘度等特点,作为环境友好和“可设计性”溶剂正在引起越来越多的重视。关键词

离子液体;性质;制备;纯化;进展

中图分类号O645.4

文献标识码A

文章编号1006-6829(2007)05-0047-03

NNR1

R2

RP+RR

RR

N+R

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一般来讲,碳链的增长和氟化使粘度增加[4]。对于相同的阳离子,其阴离子尺寸越大,粘度越高。碳链分支可降低转动自由度,使粘度增加,如1-异丁烯-3-甲基咪唑三氟甲基磺酰亚胺的粘度是83×10-3Paos,而1-丁烯-3-甲基咪唑三氟甲基磺酰亚胺粘度是27×10-3Pa?s,前者是后者的3倍。值得注意的是,离子液体的粘度对有机溶剂非常敏感,加入少量的有机溶剂,粘度就会明显降低[5]。

离子液体的阴阳离子对其溶解性均有影响。Keim等人研究发现,阳离子对离子液体溶解性的影响可由正辛烯在含相同甲苯磺酸根阴离子季铵盐离子液体中的溶解性看出,随着离子液体的季铵阳离子侧链变大,即非极性特征增加,正辛烯的溶解性随之变大[6]。由此可见,改变阳离子的烷基可以调整离子液体的溶解性;同样,阳离子相同、不同的阴离子溶解性也有明显的差异,如CF3COO-和CF3SO3-是高度水溶性的,但PF-6和CF3SO2N-离子与水只能形成2性的混合物。

Branco等人研究了咪唑类室温离子液的密度,发现随着阳离子中杂原子连接的取代基增大,离子液体的密度会变小;相反,随着阴离子变大,离子液体密度会越大[7]。离子液体具有可调酸碱性,如氯铝酸类离子液体可以为某些催化反应提供极强的酸性,并且其酸性可以通过调节加入三氯化铝的量来控制,这在石油化工中符合脱硫所要求的高路易斯酸性[8]。

3制备和纯化

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。离子液体的制备比较简单,但是在使用中其纯度的影响很大,因此离子液体的纯化尤其重要。

3.1制备

室温离子液体材料的制备方法一般有直接法和间接法。直接法就是通过酸碱中和反应或季胺化反应等一步合成离子液体,操作经济简便、没有副产物、产品易纯化[9-11]。Hirao等用酸碱中和法合成出了一系列不同阳离子的四氟硼酸盐离子液体[12]。另外,通过季胺化反应也可以一步制备出多种离子液体,如卤化1-烷基-3-甲基咪唑盐,卤化吡啶盐等[13-15]。Vasudevan等人利用微波加热(MW)直接制备了咪唑类室温离子液体材料,反应方程式如下[16]:

[1-R-3-R′-IM]+X-

[1-R-3-R′-IM]+BF4+。

直接法难以得到目标离子液体,必须使用间接法。间接法制备离子液体的应用很多,常用的四氟硼酸盐和六氟磷酸盐类离子液体的制备通常采用间接法[17]。首先通过季胺化或者烷基化反应制备出含目标阳离子的卤盐;然后用目标阴离子置换出卤素离子或加入Lewis酸来得到目标离子液体。在第2步反应中,使用金属盐MY(常用的是AgY),HY或者NH4Y时,产生Ag盐沉淀或胺盐、HX气体容易被除去,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。间接法制备咪唑类室温离子液体材料的一般过程如下式:

3.2纯化

无论直接法还是间接法制备过程都应注意离子液体的纯度,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,故在用目标阴离子Y-交换阴离子X-时,应确保反应进行完全。高纯度的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离子交换来制备[18]。

除少数带金属核的离子液体外,大部分对水和空气稳定,传统的精馏纯化对于离子液体材料不适用,其纯化一般采用真空干燥的方法,但是这种处理方式很难做到绝对无水,而配位能力较强的卤素离子更是很难从离子液体中彻底除掉。正因为如此,离子液体中水和卤素离子含量已经成为考察离子液体纯度的重要指标。

参考文献

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NH4BF4,MW-NH4XNN

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MY:HY

[]

NN

X—

Lewis酸MXy

[]

NN

[]

NN

MXy

郭红霞等离子液体及其应用研究新进展(待续)综述?48?

2007年第14卷第5期化工生产与技术ChemicalProductionandTechnology

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(待续)

杜邦计划投资5亿美元扩大Kevlar专业聚合物产能

杜邦公司计划2010年前分阶段投资超过5亿美元增加Kevlar对位-芳酰胺纤维的生产能力,扩能幅度超过25%,这是自1965年该产品问世以来最大规模的扩能。公司计划投资约5000万美元对位于弗吉尼亚州Richmond的Kevlar聚合物装置进行扩能,预计在今年底之前开始进行。(庞晓华)

世界乙烯工业发展水平

建设大型化乙烯装置,发展规模经济,是世界乙烯工业实现低成本发展战略的有效途径。

目前世界已商业化运行的最大规模乙烯装置是加拿大2000年投产的1.3Mt/a装置,该装置以乙烷、丙烷、NGL为原料。在石脑油和轻柴油为原料规模最大的乙烯装置是美国得州的1.2Mt/a乙烯装置,于1999年建成投产。台湾台塑公司第3套乙烯装置,以石脑油为原料,规模1.2Mt/a,将于今年二季度投产。

近2年来世界上计划建设乙烯装置规模以0.80~1.5Mt/a为主,其中伊朗建设的装置最多,规模也大,最大规模达1.4Mt/a。阿联酋的博禄公司投资13亿美元建设以乙烷为原料的1.5Mt/a乙烯装置,计划于2010年中期建成投产。卡塔尔石油公司和埃克森-美孚公司签订了1份关于建设1套1.6Mt/a乙烯装置备忘录。建成后将是世界上最大乙烯装置。

今后设计的单系列乙烯装置规模有望达到2Mt/a(乙烷为原料)。裂解装置大型化促进了大型裂解炉的发展,目前最大的液体进料裂解炉能力为175kt/a;最大气态原料裂解炉能力为210kt/a;Lummus公司开发的300t/aSTR-X型裂解炉,可裂解重质原料。(郑宁来)

今年上半年全球温室气体排放交易量大幅增长

总部位于奥斯陆的全球温室气体排放贸易信息公司点碳公司(PointCarbon)的最新研究报告显示,2007年上半年全球温室气体排放市场交易额同比增长41%达到158亿欧元(约212亿美元)。

今年上半年全球达成交易的温室气体排放量约为1.2Gt,同比增长45%。其中约2/3的交易量是发生在欧盟排放贸易体系(ETS),今年上半年ETS的温室气体排放交易额达到115亿欧元。据点碳公司称,造成增长的主要原因是欧盟各成员国提前履行ETS第2阶段(2008—2012年)的合约。另外1/3的贸易量发生在联合国管理的清洁发展机制(CDM),这是东京协议的一部分。今年上半年CDM信用交易二级市场的交易量同比增长1倍达到80Mt,交易额也翻倍至13亿欧元。

(庞晓华)

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2007,14(5)ChemicalProductionandTechnologyABSTRACTS

ResearchProgressontheSynthesisof4-tert-Butylbenzaldehyde

YuWeihua1,ChenWeiqin2,ZhouChunhui3,ZhangBo3,GeZhonghua3

(1.Zhijiangcollege,ZhejiangUniversityofTechnology,Hangzhou310024E

2.HangzhouAromaChemicalCo.,Ltd.,Hangzhou311600E

3.CollegeofChemicalEngineeringandMaterialsScience,ZhejiangUniversityofTechnology,Hangzhou310014)

Abstract:4-tert-Butylbenzaldehydeisavaluedintermediatefortheproductionofmedicines,dyesandflavorandfragrancecompounds.Syntheticmethodsof4-tert-butylbenzaldehydeincludingchemicaloxidation,oxygen(air)oxidationandelectrolyticoxidationetc,theiradvantagesanddisadvantagesarereviewed,andthepossibledevelopmentsfromnowonareforecastedaswell.

Keywords:4-tert-Butylbenzaldehyde@synthesis@review

ResearchontheModificationStatusofC5PetroleumResin

LuYancheng1,TongXin1,SunXiangdong2

(1.MaterialandScienceDepartment,ShenyangUniversityofTechnology,Shenyang,Liaoning110168E

2.NingboProfessionalandTechnicalCollege,Ningbo,Zhejiang315800)

Abstract:Development,classification,characteristicsandapplicationofC5petroleumresin,areintroduced@methodsmodification,includingphysicalpolargroup,mono-olefin,C5-C9copolymerizationandhydrogenationofC5petroleumresin,aswellasitsmodificationprinciplesandapplicationofthemodifiedproductsinthedieseloilcoagulationdepressionagent,thermal-solandroadmarkingcoatingarereviewed.Finally,productionanddevelopmentdirectionofC5petroleumresininourcountryisprospected.

Keywords:C5petroleumresin@polaritygroupmodification@mono-olefinmodification@copolymerizationmodification@hydrogenationmodification

PreparationProcessofSodiumBentoniteandItsResearchProgress

ZhangGuohong1,FengHuixia1,ShaoLiang1,ZhaoYang1,QiuMing2

(1.CollegeofPetrochemicalTech.,LanzhouUnivofTech.,Lanzhou730050E2.GansuHongguiMiningCo.Ltd,Lanzhou730000)Abstract:Modifiedprinciple,processandpreparationproceduresathomeandabroadareintroduced.Selectionanduseofcommonsodiumagentareexpounded.Performanceindexandanalysismethodofsodiumbentonitearebrieflyexplained.Threesodiummodifiedprocessesandthekeyequipmentsforsodiumbentoniteareanalyzedandcompared.

Keywords:bentonite@montmorillonite@sodiumagent@sodiummodifyingagent@sodiumbentonite

IonicLiquidsandItsNewProgressontheApplicationStudy

GuoHongxia,LüJingde,LiangYinghua

(ChemicalEngineeringandBiologicalTechnologyCollege,HebeiUniversityofScienceandTechnology,Tangshan,Hebei063009)Abstract:Constitutes,classification,properties,preparationandpurificationofionicliquidsarereviewed.Ionicliquidhasthecharacteristicsoflowmeltingpoint,smallvaportensionandadjustableacidity,goodsolubilityandviscidity.Itattractsmoreandmoreemphasisasanenvironmentfriendlyand“designable”solvent.

Keywords:ionicliquids@property@preparation@purification@progress

ChromatographicAnalysisofPentafluoroethylIodide

ShaoYing,ZhongJun,ZhouCaihong

(NationalEngineeringTechnologyResearchCenterofFluoroMaterials,Quzhou,Zhejiang324004)

Abstract:AGCquantitativeanalysismethodisestablishedforpentafluoroethyliodideanalysis.GS-GASPROcapillarycolumnsandhydrogenflamedetectorsareusedtoquantitivelyanalyzepentafluoroethyliodide.someingredientsarequantitivelyanalyzedthroughGC-MSandretentiontimecomparisonmethod.Whenthesampleisfedin20to50μL,regressionequationisingoodlinearity,standarddeviationofthismethodis0.27%,variationcoefficientis0.28%.ThismethodcanbeusedasatestingmethodforthepurityPFEIproduct,whichcanmeettherequirementsofgeneralindustrialanalysis.

Keywords:pentafluoroethyliodide@GC@qualitatively@quantitatively

离子液体的应用前景

离子液体的应用前景 离子液体是指全部由离子组成的液体,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、室温熔融盐、有机离子液体等,目前尚无统一的名称,但倾向于简称离子液体。在离子化合物中,阴阳离子之间的作用力为库仑力,其大小与阴阳离子的电荷数量及半径有关,离子半径越大,它们之间的作用力越小,这种离子化合物的熔点就越低。某些离子化合物的阴阳离子体积很大,结构松散,导致它们之间的作用力较低,以至于熔点接近室温。 离子液体的优点 一、离子液体无味、不燃,其蒸汽压极低,因此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; 二、离子液体对有机和无机物都有良好的溶解性能,可使反应在均相条件下进行,同时可减少设备体积; 三、可操作温度范围宽(-40~300℃),具有良好的热稳定性和化学稳定性,易与其它物质分离,可以循环利用; 四、表现出Lewis、Franklin酸的酸性,且酸强度可调。 上述优点对许多有机化学反应,如聚合反应、烷基化反应、酰基化反应,离子溶液都是良好的溶剂。 离子液体的应用前景 迄今为止,室温离子液体的研究取得了惊人的进展。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;欧盟委员会有一个有关离子液体的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也开展专门的研究。兰州化学物理研究所已在该领域取得重大突破,率先制备了多种咪唑类离子液体润滑剂。 世界领先的离子液体开发者—德国SolventInnovation公司即将推出数以吨计的商品。SolventInnovation公司也正在开发一系列的离子液体,以取代对环境极有害的溶剂。其

离子液体及其研究进展

正离子部分是有机阳离子,如:1-丁基-3-甲基咪唑[bmim]+,1-乙基-3-甲基咪唑[emim]+,体积比无机离子大,因此有较低的熔点[3]。阳离子中电荷越分散,分子的对称性越低,生成化合物的熔点越低。阴离子的大小对熔点有较大的影响。大的阴离子,与阳离子的作用力小,晶体中的晶格能小。因此,易生成熔点低的化合物。 2.2 溶解性 离子液体的分子结构还影响它们对化合物的溶解性能。例如,[bmim]+BF-4是亲水的,而[bmim]+PF-6是疏水的,与水不互溶。选择性地溶解催化剂但与反应物和产物不溶的离子液体是很有价值的,因为这样,产物的分离简单,可节省能源。有机化合物在一些离子液体中也有一定的溶解度。 Bonhote等[3]研究了有机溶剂在离子液体[emim]+CF3SO-3中的溶解性。二氯甲烷、四氢呋喃可与其互溶,而甲苯、二氧六环是不溶的。Waffensehmidt等[4]的研究结果表明,调节阳离子中烷基链的长短可改变溶解度。如卜辛烯在(MeEt3N)+ (P-MePh-SO3)-溶,但溶解在[Me(n-C6H11)3N]+(P-MePhSO3)-中。 2.3 热稳定性[5] 离子液体的热稳定性分别受杂原子-碳原子之间作用力和杂原子-氢键之间作用力的限制,因此与组成的阳离子和阴离子的结构和性质密切相关。例如在氧化铝上测定的多种咪唑盐离子液体的起始热分解温度大多在400℃左右,同时也与阴阳离子的组成有很大关系。当阴离子相同时,咪唑盐阳离子2位上被烷基取代时,离子液体的起始热分解温度明显提高;而3位氮上的取代基为线型烷基时较稳定。相应的阴离子部分稳定性顺序为:PF6>Beti>Im≈BF4>Me≈AsF6≥I、Br、Cl。同时,离子液体的水含量也对其热稳定性略有影响。 2.4 密度 离子液体的密度与阴离子和阳离子有 离子液体及其研究进展 吴清文 天津工业大学材料化工学院 300160 前言 离子液体是由一种含氮杂环的有机阳离子和一种无机阴离子组成的盐,在室温或室温附近温度下呈液态,又称为室温离子液体、室温熔融盐、有机离子液体等。与传统的有机溶剂和电解质相比,离子液体具有一系列突出优点:(1)几乎没有蒸气压、不挥发、无色、无味;(2)有较大的稳定温度范围,较好的化学稳定性及较宽的电化学稳定电位窗口;(3)通过阴阳离子的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。最初的离子液体主要用于电化学研究,近年来在作为环境友好的溶剂方面有很大的潜力,故也称之为“绿色溶剂”。 1 离子液体的组成 目前被人们关注的液体离子的种类比较多,但大体上说起来,其中的阳离子主要有以下四类[1,2]:烷基季铵离子;烷基季鳞离子:N-烷基取代吡啶离子;1,3-二烷基取代咪唑离子。阴离子则可以是AlC1-4、BF-4、PF-4、CF3COO-、CF3SO-3、(CF3SO2)2N-、SbF-等有机离子和配合物离子。 2 离子液体的物理化学特质 2.1 熔点 离子液体是低熔点的季铵、膦盐。 很大关系。比较含不同取代基咪唑阳离子的氯铝酸盐的密度发现,密度与咪唑阳离子上N-烷基链长度呈线性关系,随着有机阳离子变大,离子液体的密度变小。这样可以通过阳离子结构的轻微调整来调节离子液体的密度。阴离子对密度的影响更加明显,通常是阴离子越大,离子液体的密度也越大。因此设计不同密度的离子液体,首先选择相应的阴离子来确定大致范围,然后认真选择阳离子对密度进行微调。 2.5 酸碱性[6] 离子液体的酸碱性实际上由阴离子的本质决定。将Lewis酸如A1C13加入到离子液体[bmim]C1中,当A1C13的摩尔分数x(A1C13)<0.5时,离子液体呈碱性;当x(A1C13)=0.5时,为中性,阴离子仅为A1C1-4;当x (A1C13)>0.5时,随着A1C13的增加会有Al2Cl-7和Al3Cl-10等阴离子存在,离子液体表现为强酸性。研究离子液体的酸碱性时,必须注意其“潜酸性”和“超酸性”。例如把弱碱吡咯或N、N’-二甲基苯胺加入到中性[bmim]+A1C1-4中,离子液体表现出很明显的潜酸性。把无机酸溶于酸性氯铝酸盐离子液体中,可观察到离子液体的超强酸性。与传统的超酸系统相比,超酸性离子液体处理起来更安全。 综上所述离子液体具有独特的物理化学特性,而且还可以在一定程度上进行调变。但总体上讲,对离子液体的物理化学性质还了解得相对较少,这也成为今后离子液体研究的主要内容。 3 离子液体的合成 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[7] 。 3.1 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。例如,硝基乙胺离

离子液体概述及其应用要点

离子液体概述及其应用 前言:离子液体是仅由阴阳两种离子组成的有机液体,也称之为低温下的熔盐。离子液体具有低蒸汽压,良好的离子导电导热性,液体状态温度范围广和可设计性等优点。离子液体所具备的这些其他液体无法比拟的性质,给大部分传统化工反应提供了新的思路,特别是在绿色化学设计中的应用。本文首先阐述了离子液体的基础知识,而后着重讨论了离子液体在催化及有机合成领域,摩擦领域,生物医药领域中的应用。 主题: 一 离子液体概述 1.1离子液体的发展及性质 20世纪时“离子液体”(IL )仅仅是表示熔融盐或溶盐的一个术语,比如高温盐。现在,术语IL 大部分广泛的用在表示在液态或接近室温条件下存在的熔盐。早在1914年,Walden [1]合成出乙基硝酸铵,熔点为12℃,但当时这一发现并未引起关注。20世纪40年代,Hurley 等人报道了第一个氯铝酸盐离子液体系AlCl3-[EPy]Br 。此后对这一氯铝酸盐离子液体系进行了不断的扩充,包括各种基团修饰,如N-烷基吡啶,1,3-二烷基咪唑等,另外研究了此类离子液体系在电化学,有机合成以及催化领域的应用并有很好的效果[2]。但是由于此类离子液体共同的缺点就是遇水反应生成腐蚀性的HCl ,对水和空气敏感,从而限制了他们的应用。所以直到1992年,Wilkes [3]领导的小组合成了一系列由咪唑阳离子与-4BF ,-6PF 阴离子构成的对水和空气

都很稳定的离子液体。此后在全世界范围内形成了研究离子液体的热潮。这是由于ILs 存在很多优异而特殊的性质。(1)液体状态温度范围广,300℃;(2)蒸汽压低,不易挥发;(3)对有机物,无机物都有很好的溶解性,是许多化学反应能够在均相中完成;(4)密度大,与许多溶剂不溶,当用另一溶剂萃取产物时,通过重力作用,可实现溶剂与产物的分离;(5)较大的可调控性;(6)作为电解质具有较大的电化学窗口,良好的导电性,热稳定性。这些特殊的物理化学性质可以产生许多新应用,同时也会提高现有的科技水平。到目前为止,已经合成并报道了大量的ILs ,图1显示了典型的阳离子结构,阴离子结构和侧基链[4]。我们可以通过选择合适的离子组成从而实现ILs 物理化学性质的设计。比如说咪唑阳离子(1-丁基-3-甲基咪唑阳离子)和-4BF 或-4AlCl 组合,生成的离子液体是亲水性的,而同样的阳离子和 -6PF 或-2NTf 产生的是强憎水性的离子液体。 目前研究较多的是咪唑阳离子和吡啶阳离子与含氟阴离子构成的离子液体。

基于L-氨基酸合成阴离子手性离子液体的研究[设计、开题、综述]

BI YE SHE JI (20 届) 基于L-氨基酸合成阴离子手性离子液体的研究 所在学院 专业班级化学工程与工艺 学生姓名学号 指导教师职称 完成日期年月

摘要:手性离子液体是一类功能化的离子液体,兼具离子液体及手性物质的特性,可广泛应用于手性合成、手性分离、手性催化等领域。虽然合成困难和费用昂贵限制了手性离子液体的广泛应用,但其在不对称合成中可作为手性诱导物的应用前景促使研究者不断地去开发新型的手性离子液体。本论文的研究工作主要包括:新型手性阴离子液体的合成及表征;离子液体与常规有机溶剂在反应过程中的差异性。 关键词:阴手性离子液体;合成;表征

目录 1 前言 (3) 1.1 手性离子液体合成研究进展 (3) 1.1.1 含手性碳离子液体 (3) 1.1.2 含手性轴离子液体 (2) 1.1.3 含手性面离子液体 (2) 1.1.4 其它手性离子液体 (3) 2 离子液体的应用 (4) 2.1 亲电取代反应 (4) 2.1.1 Friedel-Crafts烷基化和酰化反应 (4) 2.1.2 Blanc氯甲基化反应 (4) 2.2 缩合反应 (5) 2.2.1 Biginelli缩合 (5) 2.2.2 Mannich反应 (5) 2.3 氧化还原反应 (5) 2.3.1 氧化反应 (5) 2.3.2 还原反应 (6) 2.4 环化反应 (6) 2.4.1 Diel-Alder反应 (6) 2.4.2 1,3-环加成 (6) 2.4.3 Michael加成反应 (7) 2.5 小结 (7) 3实验部分 (8) 3.1 试剂与仪器 (8) 3.2 实验部分 (8) 3.2.1 手性(R)-2-羟基-4-苯丁酸钠、钾盐的合成 (8) 3.2.2 Na[RHPA]与K[RHPA]在不同有机溶剂中溶解度的测定 (9) 3.2.3 [BnMIM+]Cl-的合成 (9) 3.2.4 [BnMIM+]Br-的合成 (9) 3.2.5 阴离子手性离子液体[BnMIM][RHPA]的合成 (10) 4 结果与讨论 (10) 4.1 组装阴离子手性离子液体的离子交换可行性分析 (10) 5结论 (15) 参考文献 (15) 附录一、部分化合物谱图 (18)

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(Volatile 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

离子液体在有机合成中的应用概述

离子液体在有机合成中的应用 摘要:室温下的离子液体作为一种绿色、环保、可替代传统有机溶剂的新型溶剂受到了极 大关注。总结了近年来离子液体在有机合成反应中的研究新进展, 包括氧化反应、还原反应、Fr iedel Crafts 应、Diels Alder 反应、H eck 反应、硝化反应及其它合成反应。 关键词:绿色化学; 离子液体; 有机合成 引言:离子液体离子液体由带正电的离子和带负电的离子构成,在- 100~ 200 之间均呈 液体状态。与典型的有机溶剂相比, 离子液体具有无味、无恶臭、无污染、不易燃、易与产物分离、使用方便、易回收、可多次循环使用等优点, 此外还具有优良的可设计性, 可以通过分子设计获得具有特殊功能的离子液体。因此, 离子液体是传统挥发性溶剂的理想替代品, 能有效地避免使用传统有机溶剂所造成的环境、健康、安全以及设备腐蚀等问题, 是名副其实的、环境友好的绿色溶剂, 适合于清洁技术和可持续发展的要求, 已经被人们广泛认可和接受。 1 含有手性阳离子的手性离子液体 1.1 咪唑盐类CIL 利用手性试剂作为反应底物立体选择性地合成手性产物的不对称诱导反应已被很多研究者关注. 早在1975 年, Seebach 和Oei[1]首次将手性的氨基醚作为反应介质, 应用于酮的电化学还原反应中, 尽管产量很低,但是该方法促进了手性溶剂的进一步发展和研究.近些年来, 由于天然氨基酸易得、种类多等优点,它作为手性源并将手性中心引入到阳离子来合成CIL 已经引起了人们广泛的兴趣. 该方法可以克服手性试剂价格昂贵、难以合成等缺点, 而且合成出的离子液体种类比较多. 2003 年, Bao 等[2]首次报道了用天然手性氨基酸合成带有侧链的咪唑类手性离子液体(Scheme 1). 首先是利用氨基酸1 与醛反应生成咪唑环后酯化得到酯2,接着用四氢铝锂还原酯得到咪唑类的醇3, 3 与溴乙烷发生烷基化反应得到咪唑类手性离子液体4, 总产率为30%~33%. 这些手性离子液体的熔点为5~16 ℃, 它们可作为溶剂应用于不对称反应中.

离子液体及其在化学中的应用

离子液体及其在化学中的应用 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.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.室温离子液体适应这种需要,正在快速为是继超临界CO2之后的新一代绿色溶剂。 一离子液体及其特点 离子液体[1]是指在室温或接近室温呈液态的离子型化合物,也称为低温熔融盐.常见的阳离子有季铵、季、咪唑盐和吡作为离子化合物,离子液体熔点较低的主要原因是:结构的不对称性使离子难以规则紧密地堆积,难以形成晶体或固体. 与传统的溶剂相比,离子液体具有以下3个显著的特性: 1 在室温下,离子液体蒸汽压几乎为零,并且不燃烧、不爆炸、毒性低,溶解性能强,可以较好地溶解多数有机物、无机物和金属配合物.多数离子液体在300e仍能保持液态,因而离子液体液态温度范围大,既可室温使用,也可以高温使用.离子液体作为溶剂,不仅不会造成溶剂损耗和环境污染,而且使用温度范围大,适用范围广.

2) 离子液体具有良好的导电性和较宽的电化学稳定电位窗.离子液体的电化学稳定电位窗比传统溶剂大得多,多数为4V左右,而水在酸性条件下为1.3V,在碱性条件下只有0.4V.因此使离子液体在电化学研究中有着广泛的用途. 3) 离子液体具有可调节的酸碱性,作为反应介质使用极为方便.例如,将Lewis酸AlCl3加入到离子液体氯化1-丁基-3-甲基咪唑中,当AlCl3的摩尔分数x<0.5时,体系呈碱性;当x=0.5时,呈体系呈中性;当x>0.5时,体系表现强酸性[4].同时,还发现离子液体存在/潜酸性0和/超酸性0.例如,把弱碱吡咯或N,N)二甲基苯胺加到中性的离子液体1-丁基 -甲基咪唑四氯铝酸盐中,体系表现出很强的潜酸性[5],如果把无机酸溶于上述离子液体中可观察到超强酸性[6]. 二离子液体在化学中的应用 由于离子液体所具有的独特性能,目前它被广泛应用于化学研究的各个领域中 .1 用作反应溶剂 2.1.1 氢化反应离子液体作为氢化反应的溶剂已有大量的报道[7~9],对于氢化反应,用离子液体替代普通溶剂的优点是:反应速率提高数倍,离子液体和催化剂的混合液可以重复利用.研究表明,离子液体在氢化反应中发挥了溶剂和催化剂的双重

有机合成现状及最新发展

有机合成现状及最新发展 唐彬 (吉首大学化学化工学院08化工一班20084064026) 摘要:本文针对有机合成的现状、合成方法和最新发展及应用进行了综述。同时结合各种技术的发展状况及最新进展与突破,对其前景作了简要概述。 关键词:有机合成最新进展波促进生物催化光化学离子液 0引言 在人类多姿多彩的生活中,化学可以说是无处不在的。据统计,在工业发达国家的全部生产中,化学过程的工业占高比例,以美国为例占到35%。有机化学是研究有机化合物的来源、制备、结构、性能、应用以及有关理论和方法的学科[1]。自从1828年合成尿素以来,有机化学的发展是日新月异,其发展速度越来越快,而有机合成则是有机化学的核心,下面就有机合成的方法与应用作一综述: 1绿色有机合成 1.1 高效、无毒的溶剂和助剂 有机溶剂因其对有机物具有良好的溶解性。但有机溶同相合成的剂的较高的挥发性毒性成为有机合成造成污染的主要原因。因此新型绿色反应介质代替有机溶剂成为绿色化学研究的重要方向[2]。目前,水、超临界流体、离子液体、仿酶化学和含氟溶剂作为反应介质的有机合成在不同程度上已取得了一定的进展。用离子液体作有机反应的介质,可获得更高的选择性和反应速率,同时还具有条件温和、环境友好的特点[3]。Vincenzo 等[4]在离子液体中以钯催化烯丙醇的芳基化Heck 反应,可以高选择性地得到芳香族羰基化合物或芳香族共轭醇。Doherty 等[5]在非对称性Diels-Alder 反应中采用离子液体作溶剂,获得了比常规的三氯甲烷溶剂更高的对映选择性和反应速率。 有机合成研究发现,在固态下能够进行的有机反应大多数较溶液中表现出高的反应效率和选择性。无溶剂有机合成具有高选择性、高产率、工艺过程简单和不污染环境、能耗少和无爆炸性等优点。Zhang 等[6]对水介质中1,4-苯醌的芳

离子液体应用及其发展

离子液体应用及其发展 罗树琴生化系化学教育2001541 摘要:离子液体也称为室温离子液体或低温盐,通常是指熔点低 于100℃的有机盐。由于完全有例子组成,离子液体有许多不同于常规有机溶剂的性质。离子液体在各方面都有广泛应用前景,目前离子液体的制备和研究正在快速的发展,其应用前景也是相当广阔的。 关键字:离子液体应用发展及前景 离子液体也称为试问离子液体或低温盐,通常是指熔点低于100℃的有机盐。由于完全有例子组成,离子液体有许多不同于常规有机溶剂的性质。如熔点低,不挥发,液程范围宽,热稳定性好。溶解能力强,性质可调,不易燃,电化学窗口宽等。与传统的有机溶剂,水,超临界流体等相比,起黏度低,比热容大,有的对水对空气均稳定,故易于处理,制造较为容易,不太昂贵。是理想的绿色高效溶剂,研究其性质极其应用成了一项热门课题, 1.离子液体的性质 离子液体大多呈无色,完全由阴阳离子组成,但样离子较大,且是有机物。离子液体 1有酸碱性(主要由阳离子决定,可通过调节阳离子来改变其酸碱性), 2亲水性:含C越多亲水性越弱 3热稳定性:较高的稳定性与杂原子氢键,阴阳离子组成相关,其蒸汽压低(可忽略不计),不易挥发,可去取代有机溶剂。 4熔点低:熔点与阴阳离子组成有关,是随阳离子对称性增大而增大的 5溶解性好:可溶解有机物,无机物,聚合物等 6密度:和阴阳离子组成有关,阳离子增多密度变大 7生物降解性:其一降解,相当环保,是绿色的环保剂 8电化学窗口:其可产生5-7V的高电压, 2.离子液体的合成制备 2.1 常规合成法 2.1.1一步法:采用叔胺与卤代烃或脂类物质发生加成反应,或利用叔胺的碱性和酸性发生中和反应而一步生成目标离子液体的方法 2.1.2两步法:两步法的第一步是通过叔胺和卤代烃反应制备出

2010-离子液体在分离领域的研究进展

中国科学: 化学 2010年第40卷第10期: 1487 ~ 1495 SCIENTIA SINICA Chimica https://www.sodocs.net/doc/064722836.html, https://www.sodocs.net/doc/064722836.html, 《中国科学》杂志社SCIENCE CHINA PRESS 评述 离子液体在分离领域的研究进展 韩彬①②, 张丽华②*, 梁振②, 屈锋①, 邓玉林①, 张玉奎② ①北京理工大学生命学院, 北京 100081 ②中国科学院分离分析化学重点实验室; 中国科学院大连化学物理研究所国家色谱研究分析中心, 大连 116023 *通讯作者, E-mail: lihuazhang@https://www.sodocs.net/doc/064722836.html, 收稿日期: 2009-11-23; 接受日期: 2009-12-15 摘要室温离子液体, 又称离子液体, 是一种在室温及接近室温的环境中完全以离子状态存在的液态物质. 由于其具有不可燃、蒸汽压极低、黏度大、导电性和溶解能力好、高温稳定等特点, 已被广泛应用于有机合成、催化、电化学、分析化学等领域. 本文侧重介绍离子液体在样品预处理、毛细管电泳、高效液相色谱、气相色谱、质谱等分离领域的最新研究进展, 并对其发展方向进行了展望. 关键词 离子液体样品预处理色谱 分离 1 引言 室温离子液体(room temperature ionic liquids, RTILs), 又称离子液体(ionic liquids, ILs), 是一种在室温及接近室温的情况下完全以离子状态存在的液体. 由一个不对称的大体积阳离子和小体积阴离子组成. 如图1所示, 阳离子主要有咪唑型、吡啶型、季铵型等, 阴离子主要有卤素、四氟硼酸根、六氟磷酸根等. 理论上, 离子液体可由不同的阴阳离子任意组合, 数目庞大. 它们的极性、疏水或亲水性、溶解度、熔点等物理化学性质不仅与阳离子和阳离子的取代基相关, 而且也与阴离子的大小和极性有重要关系[1].因此可以通过阴阳离子的组合或基团修饰来调节上述性质 . 离子液体具有一些传统有机和无机化学试剂不可比拟的优点, 如蒸汽压极低、不易挥发、黏度大、不可燃、导电性和溶解能力好、高温稳定、电化学窗口较宽等[2]. 早期的离子液体研究主要集中在氯化铝型离子液体, 但此类离子液体遇湿敏感, 易产生氯化氢气体, 腐蚀性强. 后来发展了咪唑型、吡啶型等离子液体[3], 应用研究领域扩展到催化合成[4]、电化学[5]、生物传感器[6]、分析化学[7~11]等领域. 图1 离子液体的主要阳离子和阴离子组成示意图 国内外学者曾对2008年以前的离子液体在毛细管电泳[7]、液相色谱[8]、色谱及电迁移技术[9]、分离技术中的应用[10]以及咪唑类离子液体在分析化学中的应用[11]等诸多方面进行了相关综述, 而有关近期离子液体在样品预处理、色谱、质谱等分离领域较为全面的综述尚未见报道. 本文侧重于对离子液体在分离领域中的最新研究进展进行综述. 2 样品预处理 样品预处理是对复杂样品中目标分析物进行提取、浓缩富集、基团保护等的物理化学过程, 它能够改善后续的分离分析和检测结果. 因此对于目标分析物的鉴定、验证和量化分析都至关重要[12].

离子液体在药物研究中的应用

离子液体在药物研究中的应用 发表时间:2019-11-26T14:40:50.783Z 来源:《中国西部科技》2019年第21期作者:谭俊荣 [导读] 随着社会与经济的发展,生活水平的提高,离子液体因其高度可调性而具备优良的物理化学性质和独特的生物活性,已不再局限于作为溶剂的传统应用。随着对其毒性与生物相容性的深入了解,由于阴阳离子组合的多样性与可设计性,离子液体已经能够弥补市售药物在溶解度、生物利用度和药物输送等方面的不足,在药物开发中潜力巨大。本文通过对离子液体在药物合成、输送作用,以及作为药物活性成分和剂型改良方面的研究与应用进行阐述,并对 谭俊荣 广州康瑞泰药业有限公司 摘要:随着社会与经济的发展,生活水平的提高,离子液体因其高度可调性而具备优良的物理化学性质和独特的生物活性,已不再局限于作为溶剂的传统应用。随着对其毒性与生物相容性的深入了解,由于阴阳离子组合的多样性与可设计性,离子液体已经能够弥补市售药物在溶解度、生物利用度和药物输送等方面的不足,在药物开发中潜力巨大。本文通过对离子液体在药物合成、输送作用,以及作为药物活性成分和剂型改良方面的研究与应用进行阐述,并对离子液体药物的未来发展作出展望。 关键词:离子液体;药物研究;应用 引言 离子液体是完全由阴阳离子组成的室温下为液体的盐,因其强大的空间位阻使得室温下阴、阳离子可以自由振动、转动甚至平动,使整个有序的晶体结构遭到破坏,导致其在室温下呈现出液态的性质。但是,整体上静电场仍占优势,阴阳离子之间存在较强的相互作用,使得离子液体与易挥发易燃的分子型液体如苯、乙醚等有机液体相比几乎无蒸汽压。由于离子液体特殊的结构,使其具有蒸气压低、黏度范围宽、导电性好、溶解能力强及热稳定性高等优点,已被广泛应用于电化学、有机合成、催化工程等领域。Hough等将离子液体分为三代,第一代离子液体主要应用其物理性质,制备功能性溶剂;第二代离子液体应用其化学性质,获得具有独特物理化学性质的功能性材料;第三代离子液体应用其生物活性,制备具有特殊生物活性的目标产物。离子液体具有一定的可设计性,可以通过改变阴阳离子对调节其物理或化学性质。许多常见离子液体的结构或组分和活性药物成分相似,因此已有部分学者对离子液体在药物合成、多功能活性药物及药物传递等方面进行了深入的研究。 1离子液体在药物研究的概述 离子液体(ionicliquids,ILs)由大体积有机阳离子与无机或有机阴离子组成,熔点低于100℃,是在室温或室温附近温度下呈液态的盐,故又称为室温离子液体(roomtemperatureionicliquids,RTILs),其阴阳离子体积很大且高度不对称,强大的空间位阻使室温下的阴阳离子自由振动、转动甚至平动,导致整个有序晶体结构被破坏而表现出液态的性质。ILs最主要的特点就是"可调性",即通过选择不同阴阳离子而具有不同的生物活性或独特的理化性质。ILs发展如下:第一代ILs主要根据其独特的物理性质,如可忽略的蒸气压、高(热、化学)稳定性和低挥发性等用作"绿色"溶剂;第二代ILs主要根据其可调节的理化性质,对于给定的阴离子或阳离子,合理选择相应的反荷离子制备"功能化"ILs,如高能材料、润滑剂和金属离子络合剂等;第三代和最近的ILs主要根据其可调的理化性质并使用低毒性和生物相容性的离子组合,形成具有生物活性的ILs,甚至可以作为APIs,合成特效离子液体,即API-ILs。 2离子液体在药物研究中的应用 2.1利用ILs从天然产物中提取 APIs天然产物一直是新药研发的重要源泉,但在天然产物中提取药物有效成分时需要大量使用VOCs,导致溶剂残留而污染药品,甚至对环境也会造成一定的破坏。研究表明,ILs作为药物提取的溶剂能够较好地克服上述问题。Cull等首次在疏水性离子液体-水双相体系(liquid? liquidextractionswithhydrophobicils,IL-LLE)中提取大环内酯类抗生素红霉素A(arythromycin-A),发现萃取效率与乙酸丁酯-水双相体系相当,因此能够代替常规有机溶剂,从而避免溶剂的毒性和可燃性所带来的经济和环境损害。之后,Freire等采用同样的液-液萃取方法,实现对咖啡因(caffeine)和尼古丁(nicotine)两种生物碱的完全提取,萃取原理主要在于:生物碱中氮氧原子之间的相互作用;ILs中阳离子的酸性氢原子;生物碱芳环与离子液体阳离子之间的π-π相互作用;生物碱的烷基与咪唑基离子的烷基侧链之间的色散相互作用。微波辅助离子液体(microwave-assistedionicliquid,MAIL)与超声辅助离子液体(ultrasound-assistedionicliquid,UAIL)也常用于天然产物中药物的提龋其中,Du等开发的MAIL 方法是将IL作为萃取剂,在最佳萃取条件下,从延胡索中提取脱氢卡维丁(dehydrocavidine),与常规提取方法相比,该方法具有产率高、耗时短、溶剂使用量少且不使用VOCs等优点,因此常用于快速有效提取和分析药用植物中的活性成分。Bi等利用UAIL技术,以1-烷基-3-甲基咪唑氯化物(1-alkyl-3-methylimidazoliumchloride,[Cnmim]Cl,n=2,4,6,8)为萃取剂,从抗心血管病药物丹参中成功提取出丹参酮(tanshinone)活性成分,结果表明,阳离子上烷基侧链越长,ILs与APIs相互作用越强,提取效率也就越高,最后[C8mim]Cl通过阴离子之间的复分解反应转化成疏水性1-辛基-3-甲基咪唑六氟硼酸盐([C8mim]PF6)而与APIs实现分离。 2.2.黄酮类化合物的提取 黄酮类化合物主要是一种具有2-苯基色原酮的化合物,在防治及治疗老年高血压、脑溢血、糖尿病以及过敏性疾病等发挥重要的作用。Zhang等人使用微波辅助法研究了从黄芩中提取黄酮类化合物(黄芩苷、汉黄芩苷、黄芩素和汉黄芩素),结果表明四种萃取物的产率分别是5.18%(30min)、8.77%(90s)、16.84%(30min)和18.58%(3h),与传统的萃取方法相比在萃取效率上有明显的提升,并且发现离子液体的中阴离子种类(Br-、Cl-、BF4-、OAc-和CF3SO3)和咪唑阳离子上取代的烷基链的长度([C2mim]+、[C8mim]+、[C10mim]+和[C12mim]+等)也会对萃取效率产生影响,萃取产率随着烷基链的增长而减小,含Br-离子液体对萃取效率有较强的影响,其原因可能是Br-与四种萃取物发生较强的相互作用,Xie和Swatloski在研究离子液体萃取能力过程中也得到了相似的结论。冯吉等人研究了可以用于降低血小板聚集、预防心脑血管疾病的一类多酚化合物的提取,在超声辅助条件下,以1-丁基-3-咪唑四氟硼酸盐代替有机溶剂为萃取剂提取虎杖中的虎杖苷和白藜芦醇,集提取,分离和纯化与一体,具有提取时间短、溶剂用量少、操作过程简单的特点。张露月等人以离子液体[Bmim]BF4为萃取剂提取金钗石斛总黄酮和石斛碱,与传统的加热回流的方式相比,两组分的产率都有很大的提高,提取时间由90min降为185s,并且扫描电镜(SEM)观察后发现:发现离子液体微波协同处理后处理后的对结构的破坏更为严重,张冕[23]在采取离子液体-微波辅助方法提取女贞子中特女贞苷时,比较不同的提取方式对植物结构形貌的破坏程度也同样发现,离子液体处理后的植物细胞

离子液体催化剂文献综述

离子液体在催化上的应用与研究进展摘要:离子液体具有很多独特的物理、化学性质,正引起人们越来越多的重视,被认为是一类可以取代传统有机溶剂对环境友好的新型绿色溶剂,在很多领域中有着诱人的应用前景。本文归纳了离子液体的优越性质,介绍了离子液体的分类和制备方法,综述了其作为催化剂在各种化学反应中的应用,并展望了离子液体在该领域中的应用前景。同时,还对离子液体的固定化方法进行了评述,并指出了该研究领域目前存在的问题及发展趋势。 关键字:离子液体,催化剂,合成,应用,固定化 1前言 离子液体(ionic liquid)是完全由阳离子和阴离子组成的离子液体是完全由阳离子和阴离子组成的并且在室温或近于室温时为液体的熔融盐体系,它一般由较大的有机阳离子和较小的无机阴离子组成。离子液体与传统的熔融盐的显著区别是它的熔点比较低,一般低于150℃,根据离子液体的这一性质,可以用它代替传统的有机溶剂和电解质作为化学反应与电化学体系的介质等。离子液体独特的可调节静电场、特殊的离子环境和多维弱相互作用等特点使人们更容易采用有效的手段对催化反应活性和选择性进行调控。离子液体低挥发和低可燃性等性质,使其催化反应更加安全,所以,当离子液体用作反应介质或催化剂,或同时兼具上述两种作用时,往往能表现出特殊的催化性能,这就为新催化材料和新反应的研究提供了新的机遇。经过多年的发展,离子液体的催化作用成为离子液体研究最活跃的研究方向之一。 离子液体的分类比较多,按照阳离子可以分为四类:(1)1,3-二烷基取代的咪唑离子或称N,N'-二烷基取代的咪唑离子,简记为[RR'im]+,例如1-丁基-3-甲基咪唑离子记为[Bmim]+,若2位上还有取代基R'',则简记为[RR''R'im]+,如1,2-二甲基-3-丙基咪唑离子记为[MM'M''im]+;(2)N-烷基取代的吡啶离子,简记为[RPy]+;(3)烷基季铵离子[NRXH4-x]+,例如[Bu3NMe]+;(4)烷基季磷离子[PRxH4-x]+。 根据阴离子的不同,离子液体可分为两类:(1)卤化盐+AlCl3型(其中Cl 也可用Br代替),如1-乙基-3-甲基咪唑氯代铝酸盐([emim]Cl-AlCl3),其缺点是对水极其敏感,要在真空或惰性气氛下进行处理和研究,质子和氧化物杂质的存在对在该类离子液体中的化学反应有决定性的影响;(2)非卤化盐+AlCl3型(又称为新离子液体)的阳离子多为烷基取代的咪唑离子,阴离子为BF4-、PF6-、NO3-、ClO4-、CH3COO-、CF3COO-等,许多品种对水和空气不稳定,如1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([emim]BF4)以及NO3-、ClO4-为阴离子的离子液体要小心爆炸,尤其是在干燥的时候。 离子液体是近年来绿色化学的研究热点之一,因为离子液体在工业有机化学的清洁合成方面显示出潜在的应用前景。例如,传统的Friedel-Crafts烷基化反应在80℃下反应8h,得到产率为80%的异构体混合物,采用离子液体,同样的反应在0℃下反应30s得到产率为98%的单一异构体。除了它们所表现出的高活性、高选择性外,离子液体还具有如下优点: (1)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。

气相色谱手性固定相研究进展

收稿:2006年3月,收修改稿:2006年5月  3国家自然科学基金项目(N o.30160092)、高等学校青年教师教学科研奖励计划(N o.2001298)以及云南省自然科学基金项目 (N o.2005E0006Z )资助 33通讯联系人 e 2mail :yuan -limingpd @https://www.sodocs.net/doc/064722836.html, 气相色谱手性固定相研究进展 3 李 莉 字 敏 任朝兴 袁黎明 33 (云南师范大学化学化工学院 昆明650092) 摘 要 本文评述了气相色谱手性分离的发展过程,介绍了氨基酸、二肽、金属配合物、环糊精、多糖、手 性离子液体、环肽、键合以及交联类气相色谱手性固定相以及各类型的拆分机理,展望了气相色谱手性固定相的研究前景。 关键词 气相色谱 手性固定相 手性分离 中图分类号:O657.7+ 1 文献标识码:A 文章编号:10052281X (2007)02Π320393211 The Development of Chiral Stationary Phase in G as Chromatography Li Li Zi Min Ren Chaoxing Yuan Liming 33 (Department of Chemistry ,Y unnan Normal University ,K unming 650092,China ) Abstract The development of chiral separation in gas chromatography is briefly described in this paper ,and the advances in chiral stationary phases of G C are reviewed ,including amino acids ,dipeptides ,coordinated metal com plexes ,cyclodextrins ,polysaccharides ,chiral ionic liquids ,cyclopeptides ,covalently bonded and linked chiral group.The prospects of chiral stationary phases are als o discussed. K ey w ords gas chromatography ;chiral stationary phases ;chiral separation 1 早期的气相色谱手性分离 利用气相色谱分离手性化合物的研究始于1950年代末期,但真正第一次成功地分离是在1966 年,G il 2Av 等首次报道了氨基酸对映异构体的分离,手性固定相为N 2三氟乙酰基2D 2异亮氨酸月桂醇酯 [1] 。1967年G il 2Av 等[2] 又用填充柱气相色谱实现 了氨基酸的半制备分离。尽管气相色谱较早地应用于手性分离,但其在随后的年代里发展较慢,主要是该类固定相热不稳定性的原因。直到1977年,Frank 、Nichols on 和Bayer 将二甲基硅氧烷、L 2缬氨酸2 t 2丁基胺和(22羧丙基)甲氧基硅烷进行共聚,产生 了一种新的固定相。该固定相远较上述G il 2Av 固定相稳定,可以在175℃的温度下使用 [3,4] ,分析速度 较G il 2Av 柱快很多,在此温度下没有观察到固定相 的流失。由于Frank 等聚硅氧烷手性固定相的引入,使气相色谱手性分离获得了真正的新生。 2 气相色谱手性固定相的分类 色谱手性分离的关键是手性固定相的选择。气相色谱手性固定相的发展过程经历了由作用力简单、单一手性中心的氢键型手性固定相向具有多种作用力和多手性中心的复杂型手性固定相的发展过程,已有一些商品气相色谱手性柱出售。现使用的手性固定相主要有3类:氢键型手性固定相、形成包合物的手性固定相和金属配体作用手性固定相。在实践中,还经常将上述3类固定相与聚硅氧烷固定液或毛细管壁进行键合或交联。除此之外,近年来还出现了少量的新型手性固定相,如环肽、纤维素衍生物和手性离子液体等。在已有的报道中,很少有 第19卷第2Π3期2007年3月 化 学 进 展 PROG RESS I N CHE MISTRY Vol.19No.2Π3  Mar.,2007

离子液体的性质

离子液体的性质,改性和下一代 1:离子液体的性质,考虑到离子液体及其应用的宽泛性,很难简单的概括离子液体的性质和发展趋势。因此著者更愿意总结离子液体的不同点而不是共同点。而且前人总结的离子液体的某些性质也存在一定的争议:例如电化学窗口,热稳定的长久性(热稳定性在过去的一段时间过于看重),极性,挥发性(某些离子液体在适当的条件下会蒸发)。为什么会出现这种争议呢?这是近年来所取得的改进技术所带来的,测量手段的进步,知识的深化,以及那些能够显著影响离子液体的热物理性质的杂质量化(离子色谱仪,ICP-MS)的精确性带来的描述的准确性。就离子液体的物理-化学性质而言,实验手段的不同,数据库数据的时限性都会对其不一致性产生影响。但是,离子液体还是具有广发接受的类属性质。他们完全由离子组成(见表一)。举个例子来说,在熔点为12摄氏度的【BMI】【PF6】系列中,离子熔化时的密度是4.8mol/l。离子液体的熔化温度,人为地规定,要低于100摄氏度,离子度要高于99%。这些基本的类属性质在离子液体的书籍和数据库(例如离子液体的热性质-美国标准与技术协会编著)中都可以找到。这里不再一一详述-只在下文中讨论一些关键的具有代表性的性质。 熔点:文献中离子液体的熔点一定要谨慎对待,离子液体的熔点具有不确定性,它们能够经受超冷,而且可能存在杂质的影响。 挥发性:对于典型的离子液体,正常的沸点与它们的标准大气压下的饱和蒸汽压有关,通过实验的手段确定的饱和蒸汽压是不准确的,因为离子液体适当的低温条件下是不挥发的。尽管如此,还是有文献可循,离子液体在200-300摄氏度的情况下会蒸发,但是当压力急剧下降时,挥发的速度很低,小于0.01g/H。问题是什么样的离子是离子液体?离子液体中的离子本性可以部分解释它们气态时的蒸汽压可以忽略不记的事实,也可以把它们同常规的分子溶剂区分开来。离子度的量化是定义离子液体的指标。而这些又可以通过有效的离子浓度来代替。 阻燃性:与易挥发的有机溶剂相比,离子液体被证明有成为绿色溶剂的潜力,主要因为离子液体在环境中不易挥发而且具有阻燃性,即使是高温。其他符合条件的溶剂也在研究当中,但还没有引起足够的重视。值得一提的是,离子液体用在热源处并不是因为它的阻燃性。离子液体的活性很高。它们可以代替肼及其衍生物,作为能量的供体。 热稳定性和化学稳定性:通过热重分析仪推算的离子液体的热解温度,可以知道离子液体的热稳定性很好,一般大于350摄氏度。但是离子液体作为催化剂等使用时的热稳定的长期性却没有什么有价值的发现。带有【NTF2】-和【N(CN)2】-阴离子的磷类离子液体分解为易挥发的物质要经过明显的几部。分解的产物说明在此过程中发生过霍夫曼消去反应或者脱烷基化反应。含氮的离子液体不完全分解,而是发生碳化(氰基化合物则易于形成高分子化合物)。 导电性和电化学窗口:电导率是评价离子液体能否既做溶剂又做电解液的重要性质。离子液体表现出宽泛的电导率,0.1-20mS/cm。在高电导率的离子液体中,咪唑基类的电导率要比铵基类高。影响离子液体的电导率的因素很多,如粘度、密度、粒子大小、阴离子电荷离域效应、聚集态以及粒子运动。人们现在引用强离子对效应来解释为什么【NTF2】-基的离子液体的电导率比【BF4】-基的离子液体低。说到离子液体的电化学窗口,典型的离子液体在4.5-5V,与传统的有机溶剂相比,类似或者

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