亲水性离子液体及其在催化反应中的应用

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第22卷第2期分子催化Vo1．22，No．22008年4月JOURNALOFMOLECULARCATALYSIS(CHINA)Apr．2008文章编号i1001-3555I2008)02-0185-08亲水性离子液体及其在催化反应中的应用路瑞玲一，刘建华，李臻，陈静h(1．中国科学院兰州化学物理研究所羰基合成与选择氧化国家重点实验室，甘肃兰州730000；2．中国科学院研究生院，北京100039)关键词：离子液体；亲水性；疏水性；催化；绿色化学中图分类号：0645．40643．32文献标识码：A离子液体由于具有独特的化学

2、和物理性质赢得剂可溶解在水中，有机产物和催化剂的分离可以方了人们的广泛关注l1’．作为“绿色”的介质，离子便地实现．因此，本文就亲水性离子液体总结了其液体替代传统的有机溶剂在许多有机合成和催化反作为催化剂在催化反应中的应用．应中发挥着自身独特的优越性L3’．由有机阳离子1离子液体的性质与有机或无机阴离子组成的离子液体具有结构可调性，即“可设计性”，因此近年来研究者的目光开始1．1水对离子液体性质的影响集中于离子液体潜在的催化性能研究，目前已在酸水会影响一些离子液体自身的化学稳定性，如催化领域取得突破，并且酸性离子液体参与的酸催A1C1，型离子液体遇水会反应放出HC1；

3、近几年又有化过程已成为绿色催化过程的典范．报道含PF一阴离子的离子液体在酸性条件下遇水在绿色化学的另一研究领域中，水作为最清洁会水解，产生有毒气体HFl9J．此外，水还会影响离的绿色资源同样受到重视l5·．避免或减少有机溶子液体诸如粘度、极性、电导率等物理性质l】。。．尽剂的使用一直是化学领域追求的目标，然而很多有管除水之外，氯离子及其他有机溶剂也会对离子液机化合物在水中的溶解性差甚至一些催化剂对水敏体的性质有所影响，但由于离子液体自身的吸湿感，极大地限制了水的应用范围．近几年研究者开性，水的存在就显得至关重要l1¨．发出对水稳定的路易斯酸r及水溶性有机金属络2001

4、年，Cammarata等叫经ATR红外光谱测合物L8等催化剂在含水体系的催化反应中得到成定，确定了水在一系列离子液体中的存在状态．对功应用，利用催化剂溶于水的性质，一方面方便了于阴离子为[PF6]一、[SbF]一、[BF]一、[(CF，有机产物的分离，另一方面避免了大量使用有机溶sO)N]一、[C10。]一、[cF3sO3]一等的l一烷基．3．甲剂，减少了由此造成的环境污染问题．基眯唑类离子液体，其自空气中吸收的水呈自由水离子液体由上世纪4O年代的A1C13型发展到9O状态，并以氢键(阴离子⋯HOH⋯阴离子)形式存年代以来的对水及空气稳定的非A1C1型，其研究在．而阴

5、离子为[NO，]一、[cF，cO]一的1一烷基-3．及应用在最近二十年间得。到了很大程度的扩展，尤甲基咪唑类离子液体，水与阴离子的作用较强，可其是离子液体的“可设计性”使其具备了应用于多能形成了结合水．种体系的潜质．利用离子液体的优势在催化领域设离子液体中的水的存在必然引起其内部作用力计具有不同性质的离子液体，可以满足不同催化反的改变．2000年Seddon等l1u指出离子液体中的水应过程的需求．目前应用亲水性催化剂于催化体系会降低离子问的静电引力，体系的内能随之降低，中已显示出良好的环境及社会效益，而且由于催化从而降低了离子液体的粘度，降低的程度随含水量收稿日期：2

6、006．12—13；修回日期：2007-01-30．基金项目：国家自然科学基金面上项目(No．20373082)作者简介：路瑞玲，女，生于1982年，硕士．·通讯联系人，e．mail：ehenj@Izb．ac．cn．维普资讯http://www.cqvip.com分子催化第22卷的不同而异．即使经干燥处理其含水量也不尽一液体的阳离子分布未受影响．作者指出，这可能与致，因此测定的数据也有差异引．VanderNoot以氢键及偶极一偶极作用有关．及Marsh等报道了20℃时[C。mim]PF6([C。mim]鉴于水对离子液体物化性质的影响，涉及此方为1·丁基一3一甲基咪唑阳

7、离子)的粘度数据，因含水面的研究工作有必要对离子液体的含水量进行量的不同低至201mPa·S(具体含水量未指定量．出)引，高则达430mPa·s(含水量0．1％)引．1．2离子液体的亲水性除粘度外，离子液体的密度、表面张力、热分解温阴离子的选择是决定离子液体亲疏水性的首要度等也会受到水的影响．Huddleston等口的测定结因素，其次是阳离子¨．离子液体的亲水性很大程果表明，针对同系列的二烷基咪唑盐，随着咪唑阳度上取决于阴离子的性质，这是因为离子液体的阴离子链烷取代基的增长，水会使离子液体的密度降离子可与水形成较强的氢键．Cammarata等[】叫通