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什么是离子液体?试剂家知识介绍分享

发布时间:2022-12-05 分享至:

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。

种类

离子液体是由有机阳离子和无机或有机阴离子构成的,常见的阳离子有季铵盐离子季鏻盐离子咪唑盐离子等阴离子有卤素离子四氟硼酸根离子六氟磷酸根离子等。

目前所研究的离子液体中,阳离子主要以咪唑阳离子为主,阴离子主要以卤素离子和其它无机酸离子为主

根据离子液体中有机阳离子母体的不同,可以将离子液体分为咪唑盐类吡啶盐类季铵盐类季膦盐类等。根据离子液体在水中溶解性的不同,也可以将离子液体分为亲水性离子液体疏水性离子液体

 

离子液体在有机合成反应中的应用

1、Diels-Alder环加成反应

在离子液体中进行Diels-Alder反应的优点:体系有足够低的蒸汽压、可再循环、无爆炸性、热稳定且易于操作。被研究的反应是在[EtNH3][NO3](EAN)中环戊二烯与丙烯酸甲酯和甲基酮的反应,与非极性有机溶剂相比,该反应表现出明显的高内旋产物倾向和快的反应速率特征。

2、烷基化反应

苯与链烯烃或卤化烷进行的烷基化反应是Lewis酸催化的一类反应,因此酸性MCI/AICl3离子液体可以作为新的替代催化剂。使用HCI改性过的MCI/AICL3离

子液体催化苯与二氯甲烷反应,催化活性高,在常温下反应,仅用5min转化率达

99%,产率95%以上,远高于无水AlCl3为催化剂时的57%和38.4%,而且可容易

地分离出产物。

3、酯化反应

N-l-butylpyridinium chloride/AIClz离子液体作为反应介质和催化剂,实现了清洁化酯化反应工艺。这种酯化工艺的明显优势在于: (1)反应产物酯不溶于离子液体,因此分离容易;(2)反应完成后,离子液体在100C下加热除去反应中生成的水就可重新使用。

4、Beckmann重排反应

Beckmann重排是ε-己内配胺等内配胺的实验室合成及工业生产中常用的方法,在通常的反应中,反应的介质是大量的浓硫酸、五氯化磷在乙醚中或醋酸和醋酸酐的氯化氢溶液等,这些腐蚀性酸及大量有机溶剂在工业中对设备要求高、危险因素多、废物多及环境污染大。

5、Friedel-Crafts乙酰化反应

芳环上的氢在B-酸或者L-酸的作用下被烷基取代,称为Friedel-Crafs反应;若被酰基取代,则称为Friedel-Crafts酰化反应。传统的Friede1-Crats催化剂为AIX3型的L-酸,反应溶剂为石油醚、氯苯等,一般反应5h-6h, 收率为80%左右,产物为各种异构体的混合物,选择性差。如若在[Emim][AICl]离子液体中进行,该物同时作为溶剂和催化剂,反应只需3s就转化完全(100%转化),选择性高。

6、Heck芳基化反应

以Pd/C为催化剂,在离子液体[Bmim][PF6]中芳基卤与烯烃进行反应,优点是催化剂很好地分散在离子液体中构成稳定的催化体系,反应完成后,用正己烷萃取出产物,催化剂可循环使用,催化活性并不降低。

7、酰基化反应

许多工厂中使用HF或AlCl3为催化剂进行苯的衍生物的酰基化会产生大量的废弃物,以离子液体取代传统的催化剂是解决这一问题的方法。对甲苯、间二甲苯、均三甲苯、甲氧基苯的酰基化反应的研究表明,用离子液体[Bmim]FeCl3],[Bmim][SnCl]是Friedel-Crafts酰基化反应的适宜催化剂,转化率和产率都较高,特别在[Bmim][FeCl3],离子液体中进行反应时,除间二甲苯酰基化反应的选择性为80%外,其它反应都可得到很高的选择性和转化率。

 

定制的离子液体包括提供:

咪唑类离子液体;

吡啶类离子液体

季铵类离子液体

季鏻类离子液体

吡咯烷类离子液体

哌啶类离子液体

功能化离子液体

离子液体定制合成

胍类离子液体

功能化离子液体:

烯基功能化离子液体

羟基功能化离子液体

醚基功能化离子液体

酯基功能化离子液体

羧基功能化离子液体

腈基功能化离子液体

氨基功能化离子液体

磺酸功能化离子液体

苄基功能化离子液体

氨基功能化离子液体