离子液体脱肟反应的研究]

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1、第1章绪论第1章绪论1.1离子液体化学概述近二十年来，涌现出一类化合物可以解决化工过程既要高效又要环境友好问题，这类化合物就是离子液体。通常所说的离子液体是室温离子液体（RoomTemperatureIonicLiquid）或室温熔盐（RoomTemperatureSalt）的简称，一般由较大的有机阳离子和较小的无机阴离子所组成。它们的熔点比较低，室温下呈液态，克服了传统的熔融盐具有高熔点、高黏度和高的腐蚀性等缺点。因此，与固体材料相比较，离子液体往往展现出独特的物理化学性质及特有的功能，可以用它代替传统的有机溶剂和电解质

2、作为化学反应与电化学体系的介质等。离子液体具有无挥发性、无可燃性、导热导电性良好、热稳定性高、熔点低、沸点高、折射率高、透光性良好、液态范围大、电化学窗口宽、可溶解许多有机物和无机物、易于循环利用等优点，是一种真正的“绿色”溶剂，其应用范围十分广阔。离子液体还具有优良的可设计性，可获得“需求特定”或“量体裁衣”的离子液体，使其在分离纯化、核废料回收、特种光学材料领域显示出良好的应用前景。离子液体与现有的超临界流体、电化学、微电子等结合，使这些技术的发展空间扩大且功能更趋完善，已从发展“绿色化学”领域快速扩展到功能材料，除了

3、用作化学反应的溶剂和催化剂，用于清洁有机合成改善化学反应的整体性能，作为分离分析的介质外，在润滑、储能、敏感、电光和光电材料方面有广阔的发展前景[1,2]。1.1.1离子液体的组成和性质1.1.1.1组成离子液体的种类繁多，根据有机阳离子母体的不同可将子液体分为四类，分别是咪唑盐类、吡啶盐类、季铵盐类和季鏻盐类。常见的阳离子类型有烷基铵阳离子、烷基鏻阳离子、N-烷基吡啶阳离子和N，N′-二烷基咪唑阳离子等，如图1-1[3]。图1-1离子液体中常见阳离子类型Fig.1-1Typicalcationsinionicliquid

4、s-39-第1章绪论其中N，N′-二烷基咪唑阳离子由于其具有优异的物理化性质而得到广泛的关注。组成离子液体的阴离子几乎包含了所有的常用的有机与无机阴离子，如[Cl]-、[Br]-、[BF4]-、[PF6]-、[CuCl2]-、[AlCl4]-、[Al2Cl7]-、[Al3Cl10]-、[Fe2Cl7]-、[SbF6]-、[Sb2F11]-、[CF3COO]-、[N(CF3SO2)2]-、[N(C2F5SO2)2]-、[C(CF3SO2)3]-、[CF3CO2]-、[CH3SO3]-、[C8H17SO4]-、[CH3(CH2

5、)nCOO]-等等。随着离子液体中阴阳离子化合物以不同的配比结合，离子液体的物理和化学特性会在很大范围内相应改变。因此，化学家们可以从分子水平实现离子液体的设计，选择适合自己工作需要的离子液体以达到理想的性能[4]，使离子液体在有机合成、催化反应、分离纯化萃取以及一些新的研究领域有重要应用。1.1.1.2性质离子液体具有如下的特点：（1）离子液体具有非挥发特性，不易挥发，密度大，热稳定性好，几乎没有蒸气压，可用在高真空体系中，同时可避免因挥发而产生的环境污染问题；（2）具有较宽的稳定温度范围，通常在300℃范围内为液体，有

6、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；（3）具有良好的溶解性能，对无机和有机材料表现出良好的溶解能力；（4）通过对阴、阳离子的合理设计可调节其对无机物、水、有机物及聚合物的溶解性，并且其酸度可以调节至超酸；（5）易于与其他物质分离，可以循环利用；（6）制备简单，如[bmim]AlCl4,可由商业品甲基咪唑和卤代烷直接合成中间产物，再与含有目标阴离子的无机盐反应生成相应的离子液体；（7）具有较弱的配位趋势[5]。随着人们对绿色化学的要求越来越强烈，离子液体成为化学家们的重要研究方向。正是由于离子液体

7、具有这样优越的特性，离子液体在传统合成领域的发展飞速，涌现出大量的研究成果。作为一种替代绿色介质或催化剂，离子液体的应用成为已经广泛应用于现代有机合成中，成为人们研究环境友好化学的热点之一。1.1.2离子液体的合成方法室温离子液体的合成主要有两种方法：卤代盐置换法和酸碱中和法。卤代盐置换法是指与所要阴离子的银、碱金属、铵盐发生置换反应而制备离子液体的方法。卤代盐的置换要经过两步，首先，适当的胺与卤代烃反应制得卤代盐，然后是卤代盐与所要阴离子的银、碱金属、铵盐发生置换反应制备所需要的离子液体。卤代咪唑盐和吡啶盐就是用这种方法

8、制备的[6]。对于易挥发的卤代烷烃在制备过程中需要密闭反应器，谨慎操作，emimCl的合成即是如此[7]。随后，-39-第1章绪论目标离子液体emimPF6通过emimCl与HPF6进行的置换而制得[8]。此后，用这种方法相继得到了硫氰酸、二（三氟甲基磺酸基）酰亚胺、三（三氟甲基磺酸基）甲基化物、三氟乙