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1、室温离子液体的合成及物性研究(实验周期:两次课)1.实验FI的:(1)认识室温离子液体的概念、物性及用途(2)学会室温离子液体的合成方法(3)理解影响室温离子液体物性的因素,掌握调控其物性的方法2.背景介绍室温离了液体(RoomTemperatureIonicLiquids),即全由阴阳离了构成的在室温或近于室温下呈液态的物质。早在1914年WaldenP.就发现[EtNH3][NO3]的熔点只有12°CO此后,离子液体被认为是潜在的可以用于有机合成的溶剂,替代挥发性的有机溶剂。然而,离子液体被广泛用于有机合成领域却是上世纪90年代以来的事情。由于其具有可溶解极性、非
2、极性的有机、无机物质,易于与其它物质分离,可循环利用等等优良特性,为化学家们解决化学反应污染问题,提高反应收率等方面提供了一种新的思路。从1914年发现第一种离子液体开始,该研究领域的发展一直缓慢。主要是电化学家应用离子液体在电池电介质的研究领域.直到上世纪90年代,Wikes领导的研究小组第一次合成了对空气,水稳定的低熔点的离子液体:1■乙基・3■甲基■咪哇四氟硼酸盐离子液体。这是一个划时代的研究成果。从此,离子液体的研究得以迅速发展,随后化学家们合成开发出各种各样的离子液体。与传统的氯铝酸盐离子相比较,咪卩坐四氟硼酸盐离子液体或者咪畔六氟磷酸盐离子液体具有的最大特
3、点就是对水和空气高度稳定,从而极人的拓展了离子液体的应用和研究领域。尤其是最近几年,化学家们从离子液体所具有的某些独特优点入手,利用离子液体具有可设计性这一特性,对传统的离子液体进行修饰,改进和衍生化,已经开发出室温离子液体的合成及物性研究(实验周期:两次课)1.实验FI的:(1)认识室温离子液体的概念、物性及用途(2)学会室温离子液体的合成方法(3)理解影响室温离子液体物性的因素,掌握调控其物性的方法2.背景介绍室温离了液体(RoomTemperatureIonicLiquids),即全由阴阳离了构成的在室温或近于室温下呈液态的物质。早在1914年WaldenP.就
4、发现[EtNH3][NO3]的熔点只有12°CO此后,离子液体被认为是潜在的可以用于有机合成的溶剂,替代挥发性的有机溶剂。然而,离子液体被广泛用于有机合成领域却是上世纪90年代以来的事情。由于其具有可溶解极性、非极性的有机、无机物质,易于与其它物质分离,可循环利用等等优良特性,为化学家们解决化学反应污染问题,提高反应收率等方面提供了一种新的思路。从1914年发现第一种离子液体开始,该研究领域的发展一直缓慢。主要是电化学家应用离子液体在电池电介质的研究领域.直到上世纪90年代,Wikes领导的研究小组第一次合成了对空气,水稳定的低熔点的离子液体:1■乙基・3■甲基■咪哇
5、四氟硼酸盐离子液体。这是一个划时代的研究成果。从此,离子液体的研究得以迅速发展,随后化学家们合成开发出各种各样的离子液体。与传统的氯铝酸盐离子相比较,咪卩坐四氟硼酸盐离子液体或者咪畔六氟磷酸盐离子液体具有的最大特点就是对水和空气高度稳定,从而极人的拓展了离子液体的应用和研究领域。尤其是最近几年,化学家们从离子液体所具有的某些独特优点入手,利用离子液体具有可设计性这一特性,对传统的离子液体进行修饰,改进和衍生化,已经开发出适合不同需要的功能型离子液体。离子液体的种类繁多,不同的阴阳离子可以组合成不同的离子液体。离子液体小阳离子一般为有机化合物,具有体积较大低对称性的特点
6、。按照阳离子來划分的话,可以分为如下几大类:1.带有不同取代基的咪卩坐阳离子。这是一类最为常见的阳离子,一-般又称为N,N-二烷基取代咪卩坐离子,简单记为[RR,im]+,例如我们上而所提到的1-乙基-3-甲基-咪卩坐阳离子记为[Bmimf,若2位上还有取代基R",则简记为[RR”R/im]+,如1,2・二乙基・3■内基咪哇离子记为[ME'E"im]+;2.毗噪阳离子:N•烷基取代的毗噪离子简记为[RPy]+;3.季钱阳离子[NRxH^xF;4.季磷阳离子[PRxH4-x]~;5.铳离子;6.三氮卩坐离子;7.囉卩坐离子;&恶卩坐离子;9•己内酰鞍离子等。89图1常见
7、的阳离子组成离子液体的阴离子常见的有:A1CU;BF4;PF6;SbF6;NO3;HSO4;CF3SO3;CF3COO;NTf2-等,阴离子的体积大小以及电荷的分布对离子液体的整体性质和某些物理,化学性质也会产生较人的影响。按阴离子的不同可将离子液体分为:一类是卤化盐和AIXs例如[Bmim][Cl-AlCl3],也可记为[Bmim][AlCl4],当A1X“的摩尔分数n=0.5时为中性,n<0.5吋为碱性,n>0.5吋为酸性。这一类离子液体因为含有路易斯酸A1X3,常被用于傅一克反应。但因为其含有AIX3,极易水解,所以这一类离子液体的稳定性都不好