咪唑类离子液体的合成及表征开题报告

《咪唑类离子液体的合成及表征开题报告》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、开题报告咪唑类离子液体的合成及表征一、选题的背景、意义绿色化学是国际科学研究的热点和前沿，是化学化工发展的新阶段，也是迈进21世纪人类解决环境和资源问题的根本出路之一。随着国家环保法规的日趋严格以及人们环保意识的不断增强，二氧化碳是大宗工业生产的主要排放物之一，又是引起温室效应的主要气体。近年来，二氧化碳的排放量逐年升高,加剧了温室效应并给当今和未来的全球生态环境构成了严重威胁。京都议定书(Kyotoprotocol)倡议将二氧化碳的排放量恢复到1990年的水平，使得二氧化碳的固定和利用成为一个国际性问题。

2、最近几年发展起来的离子液体，完全满足绿色化学的需要。离子液体是由有机阳离子和无机或有机阴离子构成，在温室或温室附近温度下呈液体状态的盐类，他们具有非挥发性或“零”蒸汽压、宽液程、宽的电化学窗口、强的静电场、良好的离子导电性与导热性、高热容及热能储存密度、高热稳定性，具有选择性溶解力和可设计性等特点，使得离子液体成为具有特殊功能与特性的“固体”液体。离子液体在化学化工领域的发展与应用研究在迅速扩大，每年发表的有关论文数量也在迅速增加。从“清洁”或“绿色”化学化工领域扩展到功能材料科学、能源资源、环境科学、分析

3、技术、生命科学等领域。离子液体被广泛应用于一些重要反应过程，例如烷基化、催化合成、羰基合成等反应。离子液体家族经历了氯铝酸体系(2O世纪9O年代前)、耐水体系(20世纪90年代)和功能化体系(21世纪)三个发展阶段。二、相关研究的最新成果及动态功能化离子液体的提出，是现在使用的主要研究思路，摆脱传统研究思路的狭隘，通过接枝上特定的官能团来对离子液体进行功能化修饰，充分利用离子液体的物化性质可随结构调变的优点，有目的地合成具有一定指标的离子液体。丛晓辉等研究了SO3H—功能化离子液体催化苯酚与叔丁醇的烷基化反

4、应。结果表明在优化条件下，苯酚的转化率和选择性分别为80.4％和60.2％；离子液体重复使用三次，活性不变。常见的金属络合物主要为金属羰化物,目前已经成功地用于合成阴离子的有[Co(CO)4]—、[HFe(CO)4]—、[Rh(CO)2I2]—等。Dyson等根据[Co(CO)4]—具有催化脱卤素和偶联的作用，将1-丁基-3-甲基咪唑四羰基钴盐离子液体[C4mim][Co(CO)4]离子液体用于化学反应中，在强碱性条件下将2-溴苯乙酮成功地转化为苯乙酮。范薇等通过对MMA与咪唑类离子液体混合体系的相关热力学

5、性质研究，在有机化工原料甲基丙烯酸甲酯（MMA）的绿色合成过程进行了基础物性数据的研究，合成并纯化了[Bmim]BF4、[Bmim]PF6两种典型的离子液体，利用国际先进的AntonPaar系列测试仪，精确测定和研究了其与甲基丙烯类化合物混合体系的相关热力学性质，取得了原创性的物性参数，填补了该领域相关研究在此方面的数据空白，具有创新性、前瞻性和实用性，居国际先进水平。为MMA的清洁生产提供了重要的数据积累和开发依据，具有重要的理论和应用价值。此外，咪唑类离子液体作为催化剂在合成中的运用与发展有较为成熟的研

6、究，在工业生产中的使用正在不断壮大，离子液体作为催化剂的优点也使其在各类研究中的应用得到长足的发展。研究发现离子液体对二氧化碳和环氧化物环加成生成碳酸酯的反应具有很好的催化性能，该反应可以在较低温度、压力及较短时间内几乎定量的得到碳酸酯，反应的利用率是100%，符合绿色化学要求。邓友全课题组报道了1-丁基-3-甲基咪唑和丁基吡啶盐离子液体用于无溶剂体系中催化二氧化碳与环氧化物的环加成反应。并表明1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体具有最好的催化活性。他们还通过蒸馏的方法实现离子液体作为催化剂的循环使用，

7、初步探讨反应机理是离子液体的阳离子活化了环氧化物开环。目前对离子液体的合成与应用研究主要集中在如何提高离子液体的稳定性，降低离子液体的生产成本，解决离子液体中高沸点有机物的分离以及开发既能用作催化反应溶剂，又能用作催化剂的离子液体新体系等领域。作为一种新颖功能材料，常温离子液体不仅给化学化工提供了一个全新的研究领域，而且将给相关其它工业的可持续发展带来突破性的进展，充分研究和利用离子液体，完全可以形成一个面貌全新的绿色化高科技产业。只要上述问题能够圆满解决，相信离子液体绿色溶剂的大规模工业应用指日可待。三、

8、课题的研究内容及拟采取的研究方法（技术路线）、难点及预期达到的目标研究路线：是由N-甲基咪唑与不同链长的溴代正烷烃反应得到相应的离子液体。本次实验中用到的溴代物主要有：溴代正乙烷、溴代正丙烷、溴代正丁烷、溴代正戊烷、溴代正己烷、溴代正庚烷、溴代正壬烷等等。试验中的难点是产物不纯导致产物出现颜色，或者没有得到需要的产物。试验预测通过实验合成得到较高纯度的离子液体，再利用分析仪器如高效液相色谱；傅立叶变换红外分光光度