离子液体全英文简介
新一代清洁溶剂——离子液体
离子液体:完全由离子组成的液体化合物
离子液体商品
离子液体的组成
常用离子液体的组成
离子液体的组成
阳离子 离子液体中的阳离子主要有(参见下图): (1) 1,3-二烷基咪唑离子 (2) N-烷基吡啶离子 (3)烷基季铵离子 (4)季膦离子
离子液体的组成
阳离子
较为常见是前两者,如 1-甲基-3-乙基咪 唑盐(1-ethyl-3-methylimidazolium, [emim]+)和N-丁基吡啶盐(N- butylpyridinium,[NBupy]+)
离子液体在烷基化及酰化反应中的应用
非氯铝酸RTILs中的烷基化反应 在室温及强碱性条件下,[bmim][PF6]中吲 哚的N-烷基化和2-萘酚的O-烷基化都能够 高选择性地完成 在RTILs中,四烷基锡与醛的烷基化也很容 易进行,化学反应式如下:
离子液体在加氢反应中的应用
一般简单的烯烃,二烯烃,芳烃以及稠环芳烃等的 加氢都比较好地在RTILs中实现 离子液体中的加氢反应
离子液体的应用特点:
1 有较低的熔点和较宽的沸程,液态范围可达 300℃,对有机、无机、金属有机等化合物有很好 的溶解性。 2 常温下无可测蒸气压,可用于真空反应、无味 、不燃、无污染、易回收。 3 具有较高的热稳定性和化学稳定性,强极性 ,低配位能力 4 离 子 液 体 表 现 出 Bronsted 酸 , Lewis 酸 , Franklin酸及超强酸的酸性。
离子液体的组成
阴离子 阴离子的种类很多,可以是 Cl-、 AlCl4 、Al2Cl7 、CuCl2 等,它们接触 湿气会发生水解产生 HCl 气体,使用条 件苛刻。 现在研究侧重于对水和空气稳定的阴 离子:BF4 、PF6 、CF3SO3 、CF3CO2 、 N(SO2CF3)2 、NO3 等。 它们多数含氟元素。
离子液体
一、离子液体离子液体就是在温室(或稍高于温室的温度)下呈液态的离子系统,或者说,离子液体是仅由离子所组成的液体[27]。
在组成上,它与我们概念中的“盐”相近,而其熔点通长又低于温室,所以,也有人把离子液体叫做温室离子液体、液态有机盐等[28]。
离子液体与传统的有机溶剂、水、相比具有许多优良的性能[29]:良好的溶解性;2具有较高的离子传导性;3较高的热稳定性;4较宽的液态温度范围;5较高的极性、溶剂化性能;6几乎不挥发、不氧化、不燃烧;7对水、对空气均稳定;8易回收,可循环使用等。
(材料)【离子液体( ion ic liqu ids) , 又称室温离子液体( room or amb ient temperature ionic liquids) 或室温熔融盐, 也称非水离子液体, 有机离子液体等。
离子液体是指没有电中心分子且100% 由阴离子和阳离子组成, 室温下为液体的物质。
它是由一种含氮或磷杂环的有机阳离子和一种无机阴离子组成的盐, 在室温或室温附近温度下呈液态。
本身具有优异的化学和热力学稳定性, 有较宽的温度范围, 对有机及无机化合物有很好的溶解性, 室温下几乎没有蒸汽压, 可用于高真空条件下的反应, 具有良好的导电性, 较高的离子迁移和扩散速度, 不燃烧,无味, 是一种强极性、低配位能力的溶剂。
与传统的工业有机溶剂相比, 由于其几乎不可测出的蒸汽压、不挥发、无污染, 故也称之为绿色溶剂。
目前, 离子液体已引起了世界各国科学家的广泛重视。
】(百度)二、离子液体的结构离子液体是由有机阳离子和无机阴离子组成的盐离子间的静电引力较弱因而具有较小的晶格能在常温下呈现液态离子液体的种类很多,当前研究的离子液体的正离子有四类:烷基季铵离子、烷基季鏻离子、1,3-二烷取代的咪唑离子、N-烷基取代的吡啶离子[30-31]。
(材料)【当前研究的离子液体的正离子有4类[ 3] : 咪唑离子, 吡啶离子, 烷基季铵离子, 烷基季鏻离子。
超支化聚合物离子液体
超支化聚合物离子液体英文回答:Hyperbranched polyionic liquids (HPILs)。
A hyperbranched polyionic liquid (HPIL) is a type of polyionic liquid that has a highly branched structure. HPILs are typically synthesized by the polymerization of a branched monomer, such as a dendritic macromonomer. HPILs have a number of unique properties that make themattractive for a variety of applications, including their low viscosity, high thermal stability, and good solubility.HPILs have been used in a variety of applications, including as electrolytes in batteries, as surfactants in detergents, and as drug delivery agents. HPILs have also been used in the synthesis of nanoparticles and in the preparation of functional materials.中文回答:超支化聚离子液体。
超支化聚离子液体(HPIL)是一种具有高度支化结构的聚离子液体。
HPIL通常通过支化单体的聚合合成,例如树状大单体。
HPIL 具有一些独特的性质,使其适用于各种应用,包括其低粘度、高热稳定性和良好的溶解性。
各种离子液体的区别
各种离子液体的区别离子液体(Ionic Liquid)是一种特殊的液体,由离子组成,其熔点低于100℃。
它们具有许多独特的性质,使其在许多领域都具有广泛的应用。
下面将介绍几种常见的离子液体,并比较它们之间的区别。
1. 常见离子液体1.1 聚合物离子液体聚合物离子液体是由聚合物基质和离子液体组成的复合材料。
它们通常具有较高的粘度和较低的离子迁移率,可用于电解质和分离膜等领域。
由于聚合物基质的存在,聚合物离子液体具有较好的机械强度和稳定性。
1.2 水溶性离子液体水溶性离子液体是指在水中可以溶解的离子液体。
它们通常具有较低的粘度和较高的离子迁移率,可用于电化学领域中的电解质和催化剂。
水溶性离子液体的热稳定性较差,易于水解和分解。
1.3 气体溶解离子液体气体溶解离子液体是指具有较高溶解度的气体在离子液体中的溶解体系。
它们通常具有较高的气体溶解度和较低的挥发性,可用于气体分离和储存等领域。
气体溶解离子液体的选择性溶解性可通过调整离子液体组分和结构来实现。
2. 区别比较2.1 物化性质不同离子液体之间的物化性质差异较大。
例如,聚合物离子液体具有较高的粘度和较低的离子迁移率,水溶性离子液体具有较低的粘度和较高的离子迁移率,气体溶解离子液体具有较高的气体溶解度和较低的挥发性。
2.2 热稳定性不同离子液体的热稳定性也有所不同。
一些离子液体在高温下容易分解和水解,而另一些离子液体则具有较好的热稳定性。
热稳定性较好的离子液体可用于高温条件下的反应和催化。
2.3 溶解性离子液体的溶解性也是它们的重要特性之一。
一些离子液体具有较好的溶解性,可溶解许多有机物和无机物,而另一些离子液体的溶解性较差。
溶解性好的离子液体可用于溶解和催化反应。
2.4 选择性溶解性气体溶解离子液体具有较高的选择性溶解性,可以选择性地溶解某些气体。
通过调整离子液体组分和结构,可以实现不同气体的选择性溶解。
3. 应用领域离子液体具有广泛的应用领域。
例如,聚合物离子液体可用于电解质、分离膜和传感器等领域;水溶性离子液体可用于电化学领域中的电解质和催化剂;气体溶解离子液体可用于气体分离和储存等领域。
离子液体英语单词
离子液体英语单词Ionic liquids, also known as room-temperature ionic liquids (RTILs), are a type of molten salt that remains liquid at room temperature. They consist entirely of ions and are often used as solvents, electrolytes, and even green alternatives to traditional organic solvents.These liquids have unique properties, including low volatility, high thermal stability, and high ionic conductivity. They are typically composed of large organic cations and small inorganic or organic anions. Because of their diverse properties, ionic liquids have found applications in a wide range of fields, including chemistry, materials science, and even pharmaceuticals.One of the most exciting applications of ionic liquids is in the area of green chemistry. Due to their low volatility and non-flammability, they are considered to be environmentally friendly alternatives to volatile organic solvents. In addition, their ability to dissolve a wide range of compounds makes them useful in various chemical processes, such as catalysis, extraction, and synthesis.Furthermore, ionic liquids have shown promise in the fieldof energy storage and conversion. Their high ionic conductivity and wide electrochemical stability window make them suitable for use as electrolytes in batteries and supercapacitors. Additionally, they can be used in fuel cells and solar cells to improve efficiency and performance.In the field of materials science, ionic liquids are used as solvents and templates for the synthesis of nanoparticles, polymers, and composite materials. Their ability to control the morphology and properties of the resulting materials makes them valuable tools for the development of advanced materials with tailored properties.In summary, ionic liquids are a versatile class of materials with a wide range of applications in various fields. Their unique properties make them valuable in green chemistry, energy storage, materials science, and many other areas. As research in this field continues to advance, it is likely that new and exciting applications for ionic liquids will be discovered.离子液体,也称为室温离子液体(RTILs),是一种在室温下仍然保持液态的熔融盐。
离子液体在气体分离中的应用
离子液体在气体分离中的应用
离子液体是低温或室温熔融盐,可作为绿色催化剂和溶剂,实际应用时可根据使用条件设计合成出具备特殊功能的离子液体新材料,因此被称为“未来的溶剂”。
材料简介:
离子液体(IonicLiquid)又称室温离子液体、室温熔融盐或有机离子液体等,是由有机阳离子和无机阴离子组成,在100℃以下呈液体状态的盐类。
大多数离子液体在室温或接近室温的条件下呈液体状态,并且在水中具有一定程度的稳定性。
由于有机阳离子与无机阴离子的多样性,通过改变配比组合可设计合成出具备特殊功能的离子液体新材料,因此被称为“未来的溶剂”。
离子液体无味、不支持燃烧、蒸汽压小且很难挥发、易回收,在工业使用中无有害气体产生,是传统有机溶剂的良好替代品。
与传统常规溶剂相比在热稳定性、导电性方面具有独特的优势。
离子液体在医药中间体合成中的应用
离子液体在医药中间体合成中的应用离子液体(Ionic Liquid,简称ILs)是指室温下呈液态的带电荷的离子化合物,由阳离子和阴离子组成。
由于其独特的物化性质,离子液体在医药中间体合成中具有广泛的应用前景。
下面将从四个方面介绍离子液体在医药中间体合成中的应用。
离子液体可以作为绿色溶剂在中间体合成中替代有机溶剂。
传统的有机溶剂无可避免地存在毒性、易挥发、易燃等问题,而离子液体由于其独特的化学结构和热力学性质,在许多有机反应中可以代替有机溶剂。
离子液体具有较低的蒸汽压和较高的热稳定性,可以在高温下使用,这有助于提高反应速率和产率,同时也降低了反应过程中的能量消耗。
离子液体可以与酶、催化剂等进行相容,提高催化反应的效果。
催化反应是中间体合成过程中的关键步骤,离子液体可以增强催化剂的活性,扩大催化剂的生命周期,并且能够与催化剂形成稳定的离子液体-酶或离子液体-催化剂复合物。
这种复合物具有高效催化活性和很好的稳定性,对于高效合成中间体具有重要意义。
离子液体可以作为反应的溶剂和催化剂载体。
在中间体合成的过程中,离子液体能够将底物与反应物分离,提高化学反应的效率,减少副产物的生成。
离子液体也可以作为催化剂的载体,通过改变离子液体的结构和性质来调控催化剂的活性和选择性,实现对中间体合成反应的精确控制。
离子液体还可以作为中间体的溶剂和分离剂。
一些中间体在普通的有机溶剂中不易溶解或析出,而在离子液体中溶解度较高,有利于反应的进行。
离子液体还可以通过离子交换和萃取来实现中间体的分离和纯化,具有较高的选择性和回收率。
离子液体在医药中间体合成中具有广泛的应用前景。
通过替代有机溶剂、增强催化剂活性、作为溶剂和催化剂载体以及作为溶剂和分离剂,离子液体在提高中间体合成效率、控制反应选择性、减少环境污染等方面发挥着重要作用。
随着离子液体的研究与应用的不断深入,相信离子液体在医药领域将有更加广泛的应用。
离子液体清单
250.23
无色液体
yl-2,3-dimethylimidazolium dicyanamide
C11H17N5
219.29
无色液体
亲水
33
1,2-二甲基-乙基咪唑溴盐
1-ethyl-2,3-dimethylimidazolium bromide
C20H39N2BF4
394.34
白色固体
疏水
24
1,2-二甲基-丁基咪唑氯盐
1-butyl-2,3-dimethylimidazolium chloride
C9H17N2Cl
188.70
白色固体
亲水
25
1,2-二甲基-丁基咪唑溴盐
1-butyl-2,3-dimethylimidazolium bromide
N-butylpyridinium hexafluorophosphate
C8H14NPF6
269.17
白色固体
疏水
58
N-丁基吡啶硝酸盐
N-butylpyridinium nitrate
C8H14O3N2
186.21
无色液体
亲水
59
N-丁基吡啶高氯酸盐
N-butylpyridinium perchlorate
C14H27N2BF4
310.18
无色液体
亲水
20
1-甲基-辛基咪唑四氟硼酸盐
1-octyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate
C12H23N2BF4
282.13
无色液体
亲水
21
1-甲基-十二烷基咪唑溴盐
1-dodecyl-3-methylimidazolium bromide
Properties of Ionic Liquids and Their Applications
Properties of Ionic Liquids and TheirApplications离子液体(ionic liquids)是指具有离子电导性的液体,由于其独特的特性和潜在应用,成为了物理、化学等领域研究的热点。
本文将从离子液体发现历程、性质、应用三个方面介绍其基本知识。
一、离子液体的发现历程虽然离子液体在20世纪初就已经被发现,但人们对它的研究却并不深入。
直到20世纪70年代初,法国科学家鲁乃迪(J.P. Ruairi)首次证明了不同离子之间的相互作用,并提出了“离子对称互作用(symmetric ion interaction theory, SIIT)”的理论,这使得人们对离子液体的研究产生了新的兴趣。
随后,研究人员陆续将离子液体从实验室中开发出来,研究它的制备、性质和应用,并将其推向了新的高峰。
二、离子液体的性质1.物理性质离子液体一般呈无色透明或微黄色透明的流体,常温常压下大多数离子液体为无定形的黏稠流体,具有较低的蒸汽压和相对较高的熔点。
与普通有机溶剂相比,离子液体的分子较大,分子之间的作用力较强,因此其热稳定性比较强,很少受到热分解的影响。
2.化学性质离子液体具有很强的极性和离子性,是一种优良的溶剂,可溶解多种无机盐、有机物和气体。
与传统的溶剂相比,离子液体更稳定,因此可以在更大的化学环境和温度下起作用,可以用作反应介质或催化反应的催化剂。
此外,离子液体还具有良好的电化学性能,可以用于锂离子电池、太阳能电池等领域。
3.环境友好性离子液体在许多方面都比传统溶剂具有更佳的环境影响。
它们的蒸汽压很低,在常温下不会挥发出来,因此不会污染环境。
此外,与传统溶剂相比,离子液体的荷尔蒙活性和毒性较低,具有较好的生物降解性,因此对环境没有太大的危害。
三、离子液体的应用1.化学反应介质及催化剂由于离子液体优良的化学稳定性、电化学性能和高极性等特点,它可以用作生物质糖的预处理、有机化学反应和催化剂等领域中。
一种新型离子化合物——离子液体
一种新型离子化合物——离子液体作者:康永明王明召来源:《中国教育技术装备》2011年第27期摘要结合高中化学的离子晶体知识,介绍一种新型离子化合物——离子液体,以STS为线索介绍它的性质、应用以及制备,供一线教师用作高中化学补充材料。
关键词高中化学;阅读材料;离子液体中图分类号:G633.8 文献标识码:B 文章编号:1671-489X(2011)27-0072-02A Type of Novel Ionic Compound: Ionic Liquids//Kang Yongming, Wang MingzhaoAbstract This paper is a reading material for senior school students, to introduce the property, preparation and application of ionic liquids.Key words senior school; reading material; ionic liquidsAuthor’s address Institute of Chemistry, Beijing Normal University, Beijing, China 1008751 什么是离子液体离子液体指熔点较低(通常低于100 ℃),由有机阳离子和无机阴离子构成的离子化合物,又称室温离子液体、室温熔融盐、非水离子液体、液态有机盐等。
它具有很多独特的性质,如不挥发、离子导电率高、物质溶解性好、环境污染小等,以其环境友好的特性而广受重视。
下面以1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([bmim][PF6])和两种1-丁基-3-甲基咪唑氯铝酸盐([bmim][AlCl4]和[bmim][Al2Cl7])为例,介绍这类化合物的特性及其应用。
这3种离子液体的结构简式见图1。
2 离子液体有哪些用途2.1 作溶剂离子液体具有很好的物质溶解性,例如[bmim][PF6]可溶解许多无机、有机、有机金属、高分子化合物,且溶解度较大,但恰恰与水不相溶,这具有极大的应用价值。
离子液体的定义
离子液体的定义离子液体,简称ils(来自英文名ionic liquids缩写)。
通俗理解,“离子液体”是一类“有机盐”,由阴、阳离子所组成。
起初,研究人员得到一类室温下为液态(熔融态)的有机盐,后来把这类盐称为“离子液体”,目前,尚没有明确而有说服力的定义,我司综合“离子液体”研究和应用成果,定义:离子液体的定义 2基于此,“离子液体”应该具有如下特征:•阳离子为有机结构,阴离子任意,言外之意,阳离子为无机结构的,都不属于“离子液体”范畴•可熔融,有熔点,即有液程,言外之意,加热到分解时还没熔融的,都不属于“离子液体”范畴注:默尼化工科技(上海)综合相关研究和应用给予“离子液体”作出的定义,仅供参考业内学者的一些定义如下:1)室温离子液体(rtils - room temperature ionic liquids),室温范围内可呈现为液态的熔融盐2)100℃以内可呈现为液态的熔融盐(rtils的另一种说法)3)使用温度下可呈现为液态的熔融盐(张锁江院士于2017年在“第四届全国离子液体与绿色过程学术会议”上给出的定义)一般而言,离子化合物熔融成液体需要很高的温度才能克服离子键作用力,熔化为液体。
例如nacl的熔点为803℃,在高温下才能成为液体。
某些离子化合物的阴、阳离子体积差距很大,结构中某些取代基的不对称性使离子不能规则地堆积,结构松散,阴阳离子间的作用力小,熔点低,在室温下能以稳定液态形式存在,”离子液体“便由此而产生。
从定义上看,不是所有“离子液体”在常温下是液体,也就是说,常温下,离子液体的定义 3。
离子液体常用术语有:•离子液体 -ionic liquid - il•室温离子液体 - room temperature ionic liquid -rtil•熔盐 - melten salt - ms•室温熔盐 - romm temperature melten salt - rtms•环境温度熔盐 - ambient temperature melten salt - atms•环境温度离子液体 - ambient temperature ionicliquid - atil•功能离子液体 - task specific ionic liquid -tsil•液态有机盐 - liquid organic salt - los•熔盐 - fused salt - fs•新型溶剂 - neoteric solvent - ns默尼化工科技(上海)致力于离子液体(ils)研发生产、应用推广和全球销售,拥有自主知识产权生产技术,产品质量和一致性因此得到保障,tel:021-。
离子液体概述及其应用要点
离子液体概述及其应用 前言:离子液体是仅由阴阳两种离子组成的有机液体,也称之为低温下的熔盐。
离子液体具有低蒸汽压,良好的离子导电导热性,液体状态温度范围广和可设计性等优点。
离子液体所具备的这些其他液体无法比拟的性质,给大部分传统化工反应提供了新的思路,特别是在绿色化学设计中的应用。
本文首先阐述了离子液体的基础知识,而后着重讨论了离子液体在催化及有机合成领域,摩擦领域,生物医药领域中的应用。
主题:一 离子液体概述1.1离子液体的发展及性质20世纪时“离子液体”(IL )仅仅是表示熔融盐或溶盐的一个术语,比如高温盐。
现在,术语IL 大部分广泛的用在表示在液态或接近室温条件下存在的熔盐。
早在1914年,Walden [1]合成出乙基硝酸铵,熔点为12℃,但当时这一发现并未引起关注。
20世纪40年代,Hurley 等人报道了第一个氯铝酸盐离子液体系AlCl3-[EPy]Br 。
此后对这一氯铝酸盐离子液体系进行了不断的扩充,包括各种基团修饰,如N-烷基吡啶,1,3-二烷基咪唑等,另外研究了此类离子液体系在电化学,有机合成以及催化领域的应用并有很好的效果[2]。
但是由于此类离子液体共同的缺点就是遇水反应生成腐蚀性的HCl ,对水和空气敏感,从而限制了他们的应用。
所以直到1992年,Wilkes [3]领导的小组合成了一系列由咪唑阳离子与-4BF ,-6PF 阴离子构成的对水和空气都很稳定的离子液体。
此后在全世界范围内形成了研究离子液体的热潮。
这是由于ILs 存在很多优异而特殊的性质。
(1)液体状态温度范围广,300℃;(2)蒸汽压低,不易挥发;(3)对有机物,无机物都有很好的溶解性,是许多化学反应能够在均相中完成;(4)密度大,与许多溶剂不溶,当用另一溶剂萃取产物时,通过重力作用,可实现溶剂与产物的分离;(5)较大的可调控性;(6)作为电解质具有较大的电化学窗口,良好的导电性,热稳定性。
这些特殊的物理化学性质可以产生许多新应用,同时也会提高现有的科技水平。
离子液体合成,表征及应用
电化学窗口
离子液体电化学稳定电位窗口对其电化学应 用也非常重要。电化学稳定电位窗口就是离子液 体开始发生氧化反应的电位和开始发生还原反应 的电位的差值 。
离子液体的应用
分离过程
电化学 化学反应
离子液体的应用
在分离过程中的应用
(1)美国Alabama大学Roger领导的小组研究了苯的衍生 物如甲苯、苯胺、苯甲酸、氯苯等在离子液体相 [bmim] PF6与水相中的分配系数,并与其在辛醇/水间的分配进行 比较,两者有对应关系。 若用离子液体萃取了低挥发性有机化台物,则可用 超临界流体从离子相中除去,离子液体不会污染萃取相和 被萃物。
离子液体的应用
在电化学中的应用
由于离子液体固有的离子导电性、不挥发、不燃。电 化学窗口比电解质水溶液大许多.可以减轻自放电,作电 池电解质不用像熔盐一样的高温,可用于制造新型高性能 电池。
离子液体的应用
在化学反应中的应用
优点: (1)为化学反应提供了不同于传统分子溶剂的环境 (2)离子液体种类多,选择余地大 (3)将催化剂溶于离子液体中,与离子液体一起循环利 用,催化剂兼有均相催化效率高、多相催化易分离的优点 (4) 产物的分离可用倾析、萃取、蒸馏等方法
离子液体的应用
在分离过程中的应用
(2)英国科学家已找到将核废料溶解于离子液体中的方 法。 他们认为用离子液体取代传统的溶剂如水、煤油和磷 酸三丁酯的混合溶剂有可能改善现有的核燃料加工系统。
(3)爱沙尼亚研究用离子液体处理油页岩。 英国北爱尔兰首府 Belfast 的 Queen’s 大学也研究用离 子液体萃取油页岩,离子液体可以循环使用。
离子液体的表征
熔点
一般来说,低熔点离子液体的阳离子具备下 述特征 :低对称性、弱 的分子间作用力和阳离子 电荷的均匀分布。在大多数情况下 ,随着阴离子 尺寸的增 加,离子液体的熔点相应下降。
离子液体及相关介绍
及其相关介绍
组员:魏志勇、宋鑫、黄晨、 张鹏飞、陆海昕、金文科
1600
Ionic Liquids A Heated Research Field
1400
N u m b e r o f P u b lic a tio n s
1200
?
1000
800
600
400
200
离子液体的组成
离子液体主要是由有机阳离子和无机阴离子构成
阳离子:烷基季铵离子[NRxH4-x]、烷基季磷离子[PRxH4-x]、1, 3-烷基取代的咪唑离子[R1R3Im]+ 和N-基取代的吡啶离子[Rpy] 阴离子:主要是BF4-、PF6-、NO3-、CF3SO3-、HSO4-、AlCl4- 等体积较大 的阴离子
两步合成法:直接法难以得到目标 新型合成方法:微波及超声辅助合
离子液体的分类
张鹏飞
离子液体的种类有很多 大致上可以分为,AlCl3型、非AlCl3 型和其他特殊类型。(前2种离子液体的主要区别在于负离子不同。) 1 A1C13 型:主要用于电化学和化学反应中,可同时作溶剂和催化剂。
但其热稳定性和化学,稳定性较差,且不可遇水,空气中有水蒸气也不行, 使用不便。 2 非A1C13 型:对水、大气稳定且组成固定。随着人们对离子液体研究 的不断深入,离子液体,品种已达到几百种。 3 新型离子液体:由含氮的有机杂环阳离子和无机阴离子组成。与有 机溶剂相比,具有很多突出的优点。
R5 + R4
R4
R4 R1 R2 P+ R3
+
N
常见阳离子: R 1
N
R1 R2
N+ R3
离子液体简介
离子液体求助编辑离子液体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。
某些离子化合物的编辑本段简介离子液体的历史可以追溯到1914年,当时Walden报道了(EtNH3)+ HNO3-的合成(熔点12℃) 。
这种物质由浓硝酸和乙胺反应制得,但是,由于其在空气中很不稳定而极易发生爆炸,它的发现在当时并没有引起人们的兴趣,这是最早的离子液体。
一般而言,离子化合物熔解成液体需要很高的温度才能克服离子键的束缚,这时的状态叫做“熔盐”。
离子化合物中的离子键随着阳离子半径增大而变弱,熔点也随之下降。
对于绝大多数的物质而言混合物的熔点低于纯物质的熔点。
例如NaCl的熔点为803℃,而50 %LICI-50 %AICl3(摩尔分数)组成的混合体系的熔点只有144℃。
如果再通过进一步增大阳离子或阴离子的体积和结构的不对称性,削弱阴阳离子间的作用力,就可以得到室温条件下的液体离子化合物。
根据这样的原理,1951年F.H.Hurley和T.P. Wiler首次合成了在环境温度下是液体状态的离子液体。
他们选择的阳离子是N-乙基吡啶,合成出的离子液体是溴化正乙基吡啶和氯化铝的混合物(氯化铝和溴化乙基吡啶摩尔比为1:2) 。
但这种离子液体的液体温度范围还是相对比较狭窄的,而且,氯化铝离子液体遇水会放出氯化氢,对皮肤有刺激作用。
直到1976年,美国Colorado州立大学的Robert利用AICl3/[N-EtPy]Cl作电解液,进行有机电化学研究时,发现这种室温离子液体是很好的电解液,能和有机物混溶,不含质子,电化学窗口较宽。
离子液体全英文简介
Electro chemistry
Electrolytes,
Electrodeposition
Clean energy
Electrolytes for solar cell, battery
Nano technology
Nano-metal particles, film
ca. 200 papers have appeared on the 226th ACS National Meeting
Such Bronsted acidic ILs is also an effective catalysts for esterification of alkenes with acetic acid
O OH
O
+
O O
Nearly 100% of ester selectivity achieved
PROGRESS:Catalysis with ILs — Dimerization of alkenes The Institut Francais du Pé trole, IFP launched the first commercial process based on ILs, known as the Difasol process
1. INTRODUCTION: General situation of ILs research
There has been much work performed on ILs as reaction media or functional materials
The figure illustrates the growth in publications on ILs
离子液体与绿色化学
离子液体与绿色化学离子液体与绿色化学Ionic Liquids @Green Chemistry1内容概述离子液体分类及合成离子液体性质应用及展望§概述定义:※定义:通常把完全由离子组成、在100℃以下仍呈液态的物离子液体。
质定义为室温离子液体室温离子液体又称离子液体。
离子液体室温离子液体●它一般由特定的阳离子特定的阳离子(一般为含N、P的有机阳离子,特定的阳离子如四烷基铵、三烷基锍、膦)和特定的阴离子特定的阴离子(一般为特定的阴离子无机阴离子,如BF4- ,BF6- )组成。
●组成离子液体的有机阳离子通常是大而不对称的。
●离子液体熔点100℃。
●离子间作用力主要是库仑力。
离子液体具有一系列突出的优点优点:几乎没有蒸气压,不优点挥发,无嗅;具有较大的液相范围,较好的化学稳定性和较宽的电化学窗口;通过对正、负离子的设计,可以合成各种对无机物、有机物和聚合物的溶解性不同的室温离子液体。
室温离子液体这些特殊性能,不仅为化学研究提供了一个崭新领域,而且对解决现代工业带来的环境污染问题将会有突破性进展,因此,人们普遍认为它将成为二十一世纪理想的绿色化学溶剂。
§ 离子液体的分类及合成※ 根据阳离子分类离子名称表达式例子2、阴离子分类、2、阴离子分类、※ 根据阴离子分类离子名称表达式例子◆根据类型分类离子型非离子型新型离子液体7★离子液体的合成多数离子液体是指含咪唑或吡啶阳离子的离子液体,而且多数咪唑类和吡啶类离子液体易合成、成本低,应用最广泛。
随着离子液体中阴离子和阳离子的变化,离子液体的物理化学性质将在很大范围内发生相应变化,因此,可根据需要设计合成出具有不同特性的离子液体。
多数离子液体是通过两步法两步法合成的,也有一些通过一步法两步法合成。
★两步合成法第一步:将叔胺与卤代烃反应合成季胺的卤化盐将叔胺与卤代烃反应合成季胺的卤化盐;将叔胺与卤代烃反应合成季胺的卤化盐第二步:将季胺的卤化盐中的卤素负离子交换成所需的负离子将季胺的卤化盐中的卤素负离子交换成所需的负离子。
SeminarI-离子液体
材料化学
纳米材料的制备
离子液体作为有机反应介质的应用
偶联反应 加氢反应 取代反应
还原反应
氧化反应 酯化反应
反应类型
聚合和裂解反应 重排反应 加成反应 C-(O,N,S)键生成
Diels-Alder反应
氟化反应
离子液在C-C偶联反应中的应用
Suzuki反应
Trost-Tsuji反应
离子液体的简介
6.可设计的溶剂
1. 几乎无蒸气压,不挥发
5.与某些有反 应溶剂不互溶
物化特性
2. 高热稳定性 , 化学稳定性
4. 有很宽的溶解范围
3.无可燃性,无着火点, 安全性高
离子液体应用的领域
分离分析化学
色谱固定液 超临界萃取
有机化学
溶剂 催化剂
生物化学化工
酶催化
应用领域
无机化学
合成反应
电化学
Heck反应
Pd/Silica:反应体系中溶于离子液体的Pd是催化活性位,回收离子液 体用于循环反应仍有同样高的转化率。
O OR
Pd/SiO2,Et3N [bmim]PF6
O + R
OR
Pd(Ⅱ)/SiO2 mix-Pd(Ⅱ)-SiO2 Pd(0)/SiO2 ▲ Pd/C
Yokoyama C., et al., Tetrahedron lett. ,2002, 43:7115
Meunier P., et al., .Chem.2007:583
取代传统方法之处:
1. 2. 3. 离子液[bmim]BF6为溶剂时,反应不再需要铜盐作助催化剂,减少底物自偶合 的发生。 反应中使用[(bisimidazole)PdClMe]作为催化剂避免了用大量磷配体来提高催 化剂Pd的活性。 催化剂可以循环使用。
离子液体简介
42
首都师范大学学报 (自然科学版)
2005 年
转蒸发器上蒸去丙酮后 ,在真空 ( < 50mTorr) 120 ℃ 下干燥 ,即可得到离子液体 [ emim ]BF4 . 这样就可以 避免使用昂贵的银盐.
另外 ,利用离子液体的不挥发性 ,将 N2取代的 杂环卤盐与 HBF4 、HPF6 共热 ,使生成的 HX 逸出 ,也 是制备酸根离子为 BP24 或 PF26 的离子液体的一种可 选择的方法[17 ,ห้องสมุดไป่ตู้8] .
2003 年 , 法国学者 Levillain 等报道[17] , 他们用 ( R) 222氨基丁醇与二硫代异丙酸甲酯经缩合反应后 得到具有手性碳原子的噻唑啉 ,用卤代烷将其季铵 化 ,再与 HPF6 或 HBF4 共热使 HX 挥发除去 ,即得到 手性离子液体. 同年 ,我国北大的学者 Ma Hong2yang 等也发表论文报道[18] ,从 L2( - ) 2薄荷醇出发 ,经 3 步反应 ,制得两种 N ,N′二取代咪唑六氟磷酸盐 ,并 测定了它们的熔点和比旋光度. 这些结果似乎表明 , 离子液体用于不对称合成的研究已经展开.
3) 由于完全由离子组成 ,因此离子液体通常都 具有良好的导电性. 电化学研究中寻找一种合适的
电解液经常是难以解决的问题 ,而采用离子液体 ,它 们具有较理想的导电性和较宽的电化学窗口 ,同时 它们虽然具有很高的极性 ,却很少与其他物质发生 络合现象 ,这样 ,选择合适的离子液体 ,可以极大地 促进电化学研究的发展.
基咪唑离子 ,[ bmim]表示 12丁基 32甲基咪唑离子.
为了考证离子液体的热稳定性 ,可以在差热分 析仪上对其从室温开始升温 ,记录其失重 10 %的温 度作为其分解温度 ( Td ) . 参见表 2[11] .
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
No reaction occurred in the hydrophilic ILS investigated, eg BMIMNO3
J.Am.Chem.Soc., 2003, by A.J. Russell et al
Catalysis Organic synthesis
Heack, Beckmann etc
life sciences
Artificial muscle, drug reservoirs
At least another 500 papers will appeared by the end of 2003
Good electrechemical satbility: E. W. ca 5V reasonably good electrical conductivity (25 mS/cm)
ILs contaning 1-alkyl-3 methylimidazolium cations
High thermal stability > 400 oC
At 50 oC in the presence of DVA and BD
+
+
The use of ILs to replace organic solvents in biocatalytic processes has recently gained much attention (
O O
n HO Butanediol
OH
BD
2n-1
OH
)n
CH3CHO
2. PROGRESS:Catalysis with ILs — Functional ILs Recently, functional ILs,eg Bronsted acidic ILs used as solvent-catalyst were developed
O O
divinyl adipate
DVA
O O O
lipase
Polyester
O
Novozym 435 & porcine pancreatic lipase in BMIMPF6
Lipase-Catalyzed Polytransesterification of DVA and BD
The figure illustrates Lipase possess higher activity and stability in BMIMPF6 IL than that in tetrahydrofuran
Sulfonic acid group was incorporated
Solid acids, due to non-volatility, are being more widely used, but they have J.Am.Chem.Soc., 2002, by shortcomings as well J.H. Davis, Jr. et al Such Bronsted acidic IL has negligible vapor pressure, and is some kind of ‘solidlike’ liquid acid O
Such Bronsted acidic ILs is also an effective catalysts for esterification of OH
O
+
O O
Nearly 100% of ester selectivity achieved
1. INTRODUCTION:What are ionic liquids
Room temperature ILs contain organic cations and inorganic anions
Typical cations
R2 R1 N R5 N R3 R4
Typical anions
1. INTRODUCTION: General situation of ILs research
There has been much work performed on ILs as reaction media or functional materials
The figure illustrates the growth in publications on ILs
R3 R2 N R6 R1
R4 R5
[AlCl4]Chloroaluminate [CF3COO][CF3SO2][BF4][PF6][(CF3SO2)2N]-
Reactive to water First generation ILs
N-alkyl imidazolium
R1 + N R4 R2
N-alkyl pyridinium
R2
Functional groups e.g. X=NH2, SO3H, CO2H, etc. incorporated upon the side chain of Imidazolium
R1
New !
N N R-X
[AuCl4][PdCl4]2-
Functional ILs
Third generation ILs
R5
R4
1. INTRODUCTION: Properties of ionic liquids ILs possess some special physical and chemical properties
Strong coulombic force: Much different from molecular solvents Lower melting point: <-90 oC Negligible vapor pressure: Green solvents Large liquid range >200 oC Designable: Acidity, Density, Hydrophility Selective dissolvability: ‘liquid’ zeolite Diversity: over a trillion possible
Electro chemistry
Electrolytes,
Electrodeposition
Clean energy
Electrolytes for solar cell, battery
Nano technology
Nano-metal particles, film
ca. 200 papers have appeared on the 226th ACS National Meeting
Higher aldehyde selectivity Higher ratio of the linear : the branched
A diagram of continuous-flow hydromylation in a Sc CO2-IL biphasic system Science, 2003, by D. J. Cole-Hamilton
R1 R4 + P R2 R3
Air and water stable Decreasing coordinating abilibity Increasing hydrophobicity Second generation ILs
R3
quaternary ammonium
quaternary alkylphosphonium
Isolation of desired products can be obtained by a simple distillation
The IL could be reused
2. PROGRESS:Catalysis with ILs — Combination with Sc CO2
+
Ni complex ionic liquid
Typical Difasol process: butenes dimerization to octenes based on nickel(II) salt in ionic liquid.
Phase separator
IFP claim that the Difasol process was much better than other dimerisation processes and without any other solvent Difasol reaction section A continuous run has been carried out over a period of 5500 h, and butene conversion and selectivity were stable Separation of IL and product occurs rapidly and completely due to insolubility
PROGRESS:Catalysis with ILs — Dimerization of alkenes The Institut Francais du Pé trole, IFP launched the first commercial process based on ILs, known as the Difasol process
Catalysis with Ionic Liquids: Progress and Prospects
Youquan DENG
Centre for Green Chemistry and Catalysis