1 - 丁基-3 - 甲基咪唑
1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子
1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子摘要:1.丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子简介2.丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子的应用领域3.丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子在药物研发中的重要性4.我国对丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子的研究现状5.未来发展趋势与挑战正文:丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子(Butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate ion, [BMIM]PF6)是一种离子液体,具有独特的物理和化学性质。
作为一种功能强大的离子液体,它在许多领域都有广泛的应用。
首先,在化学领域,丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子被广泛用作催化剂和溶剂。
由于其高热稳定性和高溶解性,它能够有效地催化许多化学反应,如酯化、醚化、烷基化等。
此外,它还可以作为溶剂,帮助溶解许多有机化合物,从而提高反应速率和产率。
其次,在能源领域,丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子具有很高的研究价值。
它可以作为一种离子液体电解质,用于锂离子电池、钠离子电池等新型能源存储设备。
这种电解质具有高离子传导性、高电化学稳定性,有助于提高设备的性能和安全性。
此外,在药物研发领域,丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子也发挥着重要作用。
它可以用作药物载体,提高药物的稳定性和生物利用度。
同时,它还可以作为反应介质,用于液相色谱、离子对色谱等分离技术,从而帮助研究人员快速筛选出具有生物活性的化合物。
我国对丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子的研究已经取得了一定的成果,但在应用领域仍面临一些挑战。
例如,如何提高离子液体的生产效率、降低成本,以及如何拓展其在更多领域的应用等。
总之,丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子作为一种具有广泛应用前景的离子液体,值得我国科研人员继续深入研究。
离子液体中间体1-丁基-3-甲基咪唑溴盐的合成
离子液体中间体1-丁基-3-甲基咪唑溴盐的合成离子液体是一类具有特殊物化性质的液态盐。
它能够在低温、常压下呈现液态状态,具有优良的热稳定性、导电性和可溶性等特点。
离子液体的独特性质使其在化工领域有广泛的应用,比如作为溶剂、催化剂和电解质等。
1-丁基-3-甲基咪唑溴盐(BMIMBr)是一种常见的离子液体中间体。
它由1-丁基-3-甲基咪唑(BMIM)和溴盐(Br)反应合成而成。
以下将详细介绍它的合成方法。
合成BMIMBr的一种常用方法是咪唑碱与氢溴酸反应。
该反应可分为两步进行。
第一步是咪唑碱与氢溴酸的中和反应。
中和反应的目的是将咪唑碱中的氢离子与氢溴酸中的溴离子反应生成中间体BMIMBr。
具体的反应方程式如下:BMIM + HBr → BMIMBr其中,BMIM表示1-丁基-3-甲基咪唑,HBr表示氢溴酸,BMIMBr 表示1-丁基-3-甲基咪唑溴盐。
第二步是通过溴化剂将BMIMBr以量产的形式合成。
常用的溴化剂有溴元素、溴化银和溴化氢等。
具体的反应方程式如下:BMIM + Br2 → BMIMBr + HBr其中,Br2表示溴元素。
另一种常用的合成方法是咪唑衍生物与溴代烃反应。
该反应常用于合成C2和C4位上有取代基的离子液体。
具体的合成方法如下:首先,将咪唑碱与溴代烃反应在碱性条件下生成相应的中间体BMIMBr,然后将其与中性盐反应得到最终的离子液体中间体BMIMBr。
具体的反应方程式如下:BMIM + CH3Br → BMIMBr + CH3H其中,CH3Br表示溴代甲烷,CH3H表示甲烷。
总结起来,合成1-丁基-3-甲基咪唑溴盐的方法有很多种。
常用的方法有咪唑碱与氢溴酸反应中和生成,溴化剂将BMIMBr以量产的形式合成,咪唑衍生物与溴代烃反应生成。
离子液体中间体1-丁基-3-甲基咪唑溴盐具有很多应用价值。
它可以用作反应溶剂,催化剂和电解质等。
在有机合成中,它常用作催化剂催化酰化、烷基化和醇醚化等反应。
1-丁基-3-甲基咪唑氯盐结构式
一、丁基-3-甲基咪唑氯盐结构式丁基-3-甲基咪唑氯盐,又称为BMIM Cl,是一种常见的离子液体盐。
它的分子结构式如下所示:BMIM Cl在这个结构式中,"BMIM"代表着丁基-3-甲基咪唑离子,"Cl"代表着氯离子。
丁基-3-甲基咪唑离子是一种含有咪唑环的离子化合物,常用于离子液体的制备。
而氯离子则是一种常见的阴离子,与丁基-3-甲基咪唑离子结合形成离子液体盐。
二、丁基-3-甲基咪唑氯盐的性质丁基-3-甲基咪唑氯盐具有许多独特的物化性质,使其在化学和工业领域有广泛的应用。
以下是丁基-3-甲基咪唑氯盐主要的性质:1. 熔点和沸点:丁基-3-甲基咪唑氯盐的熔点和沸点相对较低,使得它在室温和常压下呈液态,便于进行操作和应用。
2. 热稳定性:丁基-3-甲基咪唑氯盐具有较好的热稳定性,可以在较高温度下保持稳定的化学性质,适用于一些高温反应和条件。
3. 溶解性:丁基-3-甲基咪唑氯盐在许多有机溶剂中具有良好的溶解性,适用于溶剂萃取、催化剂和反应介质等领域。
4. 导电性:丁基-3-甲基咪唑氯盐是一种离子液体,具有较高的离子导电性,在电化学领域有广泛的应用。
5. 化学稳定性:丁基-3-甲基咪唑氯盐在许多常见的化学试剂和条件下具有良好的化学稳定性,能够稳定地存在和应用。
三、丁基-3-甲基咪唑氯盐的应用丁基-3-甲基咪唑氯盐作为一种重要的离子液体盐,在许多领域都有着广泛的应用。
以下列举了一些主要的应用领域:1. 催化剂:丁基-3-甲基咪唑氯盐作为一种离子液体,在有机合成反应中常用作催化剂和溶剂,具有高效、环保等优点。
2. 反应介质:丁基-3-甲基咪唑氯盐在有机合成反应中作为反应介质,能够提高反应速率、选择性和产率,广泛用于合成、氢化、醚化等反应。
3. 能源材料:丁基-3-甲基咪唑氯盐在储能和电化学领域有着重要的应用,如锂离子电池、超级电容器等能源存储材料的分析和应用。
4. 生物化学:丁基-3-甲基咪唑氯盐在生物化学和生物医学领域也有一些应用,如蛋白质的溶解、分离和纯化等方面。
1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐+水+醇体系的相行为(英文)
67 8
A c t a P h y s . 一 C . S i n . 2 0 1 3 , 2 9( 4 ) , 6 7 8 - 6 8 2
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[整理]1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐.
1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子液体合成研究摘要离子液体是指完全由正负离子所组成,并且在室温或接近室温下呈现液态的盐,也称为低温熔融盐。
与传统的有机溶剂相比,它具有很多优点:(1) 几乎没有蒸汽压、不挥发、无臭;(2) 有较大的稳定温度范围,较好的化学稳定性及较宽的电化学窗口;(3) 通过阴阳离子的设计可调节其对水、有机物及聚合物的溶解性。
本实验通过微波辅助加热法制备1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子液体。
制备的基本过程:将药品l-甲基咪唑、溴代正丁烷、六氟磷酸钾按一定比例混合于反应容器内,然后置于微波炉中加热。
将制得的产物进行提纯,并进行红外分析,确定其是否为目标产品。
本实验通过对加热方法、加热时间及药品的配比等方面的改变,最终确定一个产率较高的实验方案:将混合好的药品(l-甲基咪唑、溴代正丁烷、六氟磷酸钾摩尔比为:1:1.1:1.6)放入微波炉,功率调至最低,采用加热3 s,暂停30 s的间歇加热方法,反应时间100 min,再用去离子水和乙醚分别对其洗涤数次,最后对产物进行减压蒸馏,最终产物产率在60%左右。
关键词:微波,提纯,离子液体,红外光谱,1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐STUDY ON SYNTHESIS OF1-BUTYL-3-METHYLIMIDAZOLIUMHEXAFLUOROPHOSPHATE IONIC LIQUIDABSTRACTIonic liquids are composed entirely of positive and negative ions, and present at or near room temperature liquid salt, also known as low-temperature molten salt. Compared with traditional organic solvents, it has many advantages: 1. almost no vapor pressure, non-volatile, colorless, odorless; 2. with a greater range of stable temperature, good chemical stability and wide electrochemical interface; 3. it can be adjusted the solubility for water, organic compounds and polymers through the design of ions.In this study, 1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate ionic liquid was prepared using microwave. The basic process of preparation: l-methylimidazole, n-butane bromide and potassium hexafluorophosphate were mixed in the container at a certain propotion, and then heated with the microwave. Purify the product, and take the infrared analysis to determine whether the target product.The experimental program with a higher yield was ultimately established by changing heating method, heating time and the ratio of drugs and so on. Firstly, mixture of drugs were putted in the microwave ovens, most low-end gear prepared by heating 3 s, suspended 30 s intermittent heating method, reaction time was 100 min. Secondly, de-ionized water and ether were used to wash them several times, respectively. Finally, the products were carried on the reduced pressure distillation, and the final product yield was around 60%.KEY WORDS: Microwave, purification, infrared spectroscopy, ionic liquid hexafluorophosphate, 1-butyl-3-methylimidazolium目录第1章绪论 (1)§ 1.1 离子液体的定义 (1)§ 1.2 离子液体的发展史 (1)§ 1.3 离子液体的分类 (2)§ 1.4 离子液体的性质及应用 (3)§ 1.4.1 离子液体的性质 (3)§ 1.4.2 离子液体的应用 (3)§ 1.5 离子液体的合成 (4)§ 1.5.1 离子液体的合成 (5)§ 1.5.2 微波加热的原理 (5)第2章试验材料与原理 (9)§ 2.1 试剂与仪器 (9)§ 2.1.1 主要仪器 (9)§ 2.1.2 主要试剂 (9)§ 2.2 实验原理 (10)第3章1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子液体的合成 (11)§ 3.1 [Bmim]PF6合成的工艺流程 (11)§ 3.2 微波炉加热方案的确定 (12)§ 3.2.1 微波炉档位的确定 (12)§ 3.2.2 加热方法及时间的确定 (12)第4章1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子液体的提纯 (14)§ 4.1 [Bmim]PF6粗产物的洗涤萃取 (14)§ 4.2 [Bmim]PF6产物的减压蒸馏 (14)第5章实验结果分析与讨论 (16)§ 5.1 [Bmim]PF6产率的计算 (16)§ 5.2 产物的红外光谱分析 (16)第6章结论 (19)§ 6.1 [Bmim]PF6的微波辅助法制备方案 (19)§ 6.2 结束语 (19)参考文献 (20)致谢 (22)第1章绪论§ 1.1 离子液体的定义离子液体是指在室温或接近室温下呈现液体状态的、完全由阴阳离子组成的盐,也称作低温熔融盐。
1-丁基-3-甲基咪唑
包含1 - 丁基-3 -甲基咪唑鎓氯化物的固 - 液平衡系统物理化学部,化学系,华沙工业大学,UL。
波兰华沙Noakowskiego大街3 号,邮编00-6642003年5月23日初稿, 2003年11月7日修改稿, 2003年11月24日刊登。
摘要:1 - 丁基-3 - 甲基咪唑鎓氯化物[C4mim][CL]在醇(乙醇,1 - 丁醇,1 - 己醇,1 - 辛醇,1 - 癸醇,1 - 十二烷醇,2- 丁醇,2 - 甲基-2 - 丙醇(叔丁醇)中的溶解度已通过一个动态的方法测定,温度变化范围从270K到离子液体的熔点或到溶剂的沸点。
通过差示扫描量热法测定玻璃相变的熔点,熔融焓,和温度。
the Wilson,UNIQUAC ASM和修改过的NRTL1方程利用从固液平衡数据中得到的参数对溶解度数据进行关联。
所有计算数据的溶解度的温度均方根的偏差均高于0.9K,这取决于所用的特殊公式。
1. 介绍这篇文章是我们系统研究1 - 烷基-3 - 甲基咪唑氯化物在醇(C2-C12)[1-3]中的溶解度的一个延续。
这项工作伴随着新一代的现代溶剂的产生,这种溶剂是化学过程中传统媒介潜在的成功替代品。
这些溶剂通常是基于取代的咪唑鎓阳离子和无机阴离子如卤化物的盐,[AlCl4]?, [BF4]? 或者[PF6]?离子,这些溶剂在室温下通常是液体。
这些离子液体是催化和合成的良好溶剂[4,6]。
离子液体(ILS)子在绿色化学中是非常重要的,因为他们创造一个更清洁,更可持续发展的化学[5-8]。
如果要在工业规模上设计任何涉及离子液体的过程,必要的是,我们不仅要知道包括粘度,密度等在内的物理性能的变化范围,同时也要知道热容和其他热力学性质,包括汽液相平衡(VLE),液液相平衡(LLE)和固液相平衡(SLE) [11–23]。
离子液体已经在工业应用。
例如,巴斯夫公司制造工业规模上使用的的1 - 己基-3 - 甲基咪唑鎓离子液体[24]。
1-丁基-3-甲基咪唑溴盐分子式
丁基-3-甲基咪唑溴盐(BMIMBr)是一种常见的离子液体,在化学工业中具有广泛的应用。
它的分子式为C8H15N2Br,是由丁基-3-甲基咪唑阳离子和溴阴离子组成的盐型化合物。
2-丁基-3-甲基咪唑溴盐是一种具有良好热稳定性和化学稳定性的非挥发性液体。
它具有较低的熔点和较高的溶解度,能够溶解多种有机和无机化合物。
由于其独特的物理化学性质,BMIMBr被广泛应用于化学合成、催化反应、金属加工、电化学和生物化学等领域。
3-丁基-3-甲基咪唑溴盐具有良好的溶解性和稳定性,使它成为一种理想的溶剂和催化剂。
在有机合成领域,BMIMBr可以作为溶剂,用于催化剂的活化和有机反应的进行。
它还可以作为电化学电解质,用于电化学反应和储能装置中。
BMIMBr还可用于金属表面处理和电子材料的制备等领域。
4-丁基-3-甲基咪唑溴盐的制备方法多种多样,常见的方法包括离子交换反应、溴化丁基-3-甲基咪唑和溴化氢反应、以及丁基-3-甲基咪唑和氢氧化铵反应等。
5-丁基-3-甲基咪唑溴盐作为一种重要的离子液体,在化学工业中具有重要的应用价值。
它的独特性质使其成为一种理想的溶剂、催化剂和电解质,为化学合成、电化学和材料科学等领域提供了广阔的应用前景。
未来,随着离子液体技术的不断发展,丁基-3-甲基咪唑溴盐必将在更多的领域展现出其巨大的潜力和价值。
BMIMBr作为离子液体在化学合成、电化学、材料科学等领域的广泛应用,不仅得益于其良好的溶解性和稳定性,更受益于其独特的结构和性质。
丁基-3-甲基咪唑离子涡旋状的结构使得BMIMBr具有较高的极性,从而增加其对极性或离子性物质的溶解能力。
BMIMBr的分子构型灵活,具有较大的分子体积和表面积,这使得其与其他分子之间存在强烈的分子间相互作用,从而提高了其对物质的吸附和催化活性。
BMIMBr还具有优异的电化学稳定性和低挥发性,使得它成为一种绿色环保的替代溶剂和催化剂。
在有机合成领域,BMIMBr作为一种绿色溶剂,已经被广泛用于有机催化反应、酶催化反应、过渡金属催化反应等。
1-丁基-3-甲基咪唑氯化锌离子液体的合成、表征及催化性能
1-丁基-3-甲基咪唑氯化锌离子液体的合成、表征及催化性能范明明;王辉;张萍波;倪邦庆【摘要】Ionic liquid l-butyl-3-raethylimidazolium chlorozincate ([BMIM][ZnCl5]) was successfully synthesized, and [BMIM] [Zn2Cl5] was characterized with IR, TGA, DSC and 'H-NMR. As a result, [BMIM] [ZnCl5] was qualitatively analyzed successfully. [BMIM] [ZN2Cls] was employed as the catalyst for the synthesis of diethyl carbonate by alcoholysis of urea, and [BMIM][Zn2Cl5] showed excellent catalysis performance, the yield of diethyl carbonate was near 30%. The reusability test showed that [BMIM][Zn2Cl5] catalyst had perfect utility for repeated use.%本文合成了1-丁基-3-甲基咪唑氯化锌([BMIM][Zn2Cl5])离子液体,通过红外光谱、TGA、DSC 以及1H-NMR等方法对[BMIM][Zn22Cl5]进行了结构表征,实现了对于[BMIM][Zn2Cl5]的定性分析.以尿素醇解合成碳酸二乙酯反应为探针,考查了[BMIM][Zn2Cl5]离子液体的催化性能,结果显示,[BMIM][Zn2Cl5]表现出较好的催化活性及重复利用性能,碳酸二乙酯的收率接近30%.【期刊名称】《无机化学学报》【年(卷),期】2012(028)007【总页数】5页(P1333-1337)【关键词】离子液体;尿素;碳酸二乙酯;催化性能【作者】范明明;王辉;张萍波;倪邦庆【作者单位】江南大学化学与材料工程学院,无锡214122;江南大学化学与材料工程学院,无锡214122;江南大学化学与材料工程学院,无锡214122;江南大学化学与材料工程学院,无锡214122【正文语种】中文【中图分类】TQ426.94离子液体是一种液态的盐类。
纤维素在1-丁基-3-甲基咪唑系列离子液体中的溶解性能研究
纤维素在1-丁基-3-甲基咪唑系列离子液体中的溶解性能研究杨永环;郭艳;李风光;邵蕊娜【摘要】合成了1丁基-3-甲基咪唑的乙酸盐([bmim][Ac])、乳酸盐([bmim][La])、乙醇酸盐([bmim][Ga])以及二氰胺盐([bmim][Dca])4种离子液体.测定了70℃时纤维素在这些离子液体中的溶解度,并利用。
HNMR核磁研究了其溶解规律.借助傅里叶转换红外光谱(FTIR)、热重分析(TGA),对从[bmim][Ac]/纤维素溶液中再生纤维素的结构和热稳定性进行了表征.结果表明,4种离子液体中,乙酸根的氢键形成能力最强,离子液体[bmim][Ac]对纤维素的溶解效果最佳,而且在纤维素的溶解以及再生过程中,纤维素与[bmim][Ac]溶剂没有发生化学反应,与原料纤维素相比,再生纤维素大分子结构没有被破坏,热稳定性稍有降低.【期刊名称】《江苏师范大学学报:自然科学版》【年(卷),期】2012(030)004【总页数】5页(P56-60)【关键词】离子液体;纤维素的溶解度;再生纤维素;结构和热稳定性【作者】杨永环;郭艳;李风光;邵蕊娜【作者单位】河南省医疗器械检验所,河南郑州450003;;;;【正文语种】中文【中图分类】O631.11自然界中的纤维素储量巨大,可再生及生物降解,而且还可从富含纤维素的天然原料(树木、农作物和其它植物及其残体等)中分离得到.纤维素及其衍生物已被广泛用于生物、纺织、日化、食品、造纸、医药、建筑和塑料等诸多领域.但是,由于纤维素内部存在庞大的氢键网络及高纤维素的结晶度,其极难溶于水及大多数常见的有机溶剂中,这已成为纤维素开发应用的最大障碍.一直以来,人们不断地寻找和开发合适的能使纤维素溶解的溶剂体系.到目前为止,工业上已经应用的溶剂体系主要有粘胶法(NaOH/CS2体系)和N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO),其它已被研究的溶剂体系有 DMAc/LiCl,TBAF/DMSO,DMF/N2O4,LiClO4·3H2O及LiSCN·2H2O等[1-4].虽然这些溶剂体系各有优点,但粘胶法缺点是大量使用重金属盐、CS2等有害化学物质[5],NMMO体系的缺点是成本高、有反应副产物、溶解条件苛刻、原纤化以及回收率低等.因此,为了充分利用可再生的纤维素资源,开发高效的纤维素溶剂体系显得尤其重要.由于离子液体具有几乎可以忽略的蒸汽压、热稳定性高、结构和性质可调变等诸多独特的性能,目前,人们已经研究将其用于处理纤维素,而且取得了非常重要的研究成果.2002年,Rogers课题组[6]发现,1-丁基-3-甲基咪唑氯化物([bmim]Cl)能够有效地溶解纤维素,其原因是氯离子与纤维素质子之间能够形成氢键[7-8].Zhang等[9]发现,1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化物([Amim]Cl)能快速地溶解纤维素,还发现,1-丁基-3-甲基咪唑乙酸盐对纤维素具有更强的溶解能力[10].Ohno等[11-12]也发现,1,3-二烷基咪唑甲酸盐([RR′im][HCOO])、1-乙基-3-甲基咪唑烷基磷酸盐([emim][(MeO)2PO2])对纤维素均具有很强的溶解能力.2009年,Schubert工作组[13]的研究表明,纤维素在咪唑基离子液体中的溶解行为呈现奇偶效应,即阳离子偶数C原子烷基链咪唑氯盐比奇数C原子烷基链咪唑氯盐较易溶解纤维素.据报道,诸如[bmim]Cl、[Amim]Cl以及[emim]Cl也能溶解稻草、木材以及甘蔗渣等物质[14-18].虽然离子液体在纤维素溶解方面的优势日趋明显,但是,人们对离子液体、尤其是离子液体的阴离子结构溶解纤维素的规律缺乏系统认识.因此,本文合成了阳离子为1-丁基-3-甲基咪唑,阴离子结构不同的离子液体,即1-丁基-3-甲基咪唑的乙酸盐([bmim][Ac])、乳酸盐([bmim][La])、乙醇酸盐([bmim][Ga])和二氰胺盐([bmim][Dca]).通过研究纤维素在这些离子液体中的溶解度与离子液体咪唑环上2位氢的化学位移之间的关系,探索离子液体的阴离子结构对纤维素的溶解规律.并借助傅里叶转换红外光谱(FT-IR)、热重分析(TGA)技术对从[bmim][Ac]/纤维素溶液中再生纤维素产品的结构和热稳定性进行表征.1 实验部分1.1 仪器及试剂试剂微晶纤维素(MCC)、1-溴正丁烷(98.0%)、乙醇酸(98.0%)、甘氨酸(>99.0%)、乙酸(>99.5%)、乙醇酸(>99.5%)、乳酸(85.0%~90.0%)、氘代二甲基亚砜(DMSO-d6,纯度99.9%)、二氰胺钠(≥98%),以上试剂使用前均未进一步纯化;N-甲基咪唑,工业原料,使用前进行减压蒸馏;乙醚(97.0%),使用前进行蒸馏取中间馏份备用.仪器 FTIR1750傅里叶转换红外光谱仪,NETZSCH STA 409PC热重分析仪,DPX-400核磁共振仪,XPT-7偏光显微镜.1.2 [bmim][Ac]、[bmim][La]及[bmim][Ga]的合成首先,按文献[19]的方法合成溴化1-丁基-3-甲基咪唑([bmim]Br).再采用与文献[11]类似的方法,将[bmim]Br水溶液以合适的流速,流经装有阴离子交换树脂的层析柱,转化成[bmim]OH水溶液.然后将[bmim]OH与等物质的量的乙酸进行反应,于60℃旋蒸后,得到粘稠状透明液体[bmim][Ac].最后用乙醚将产品充分洗涤,在真空干燥箱中60℃干燥.用类似的方法合成[bmim][La]和[bmim][Ga]两种离子液体.[bmim][Ac]1 HNMR (400MHz,DMSO-d6,下同)δ:1.00(3H,t,but-CH3),1.21(2H,m,CH2),1.56(3H,s,CH3CO2),1.71(2H,m,CH2),3.94(3H,s,NCH3),4.15(2H,t,NCH2),7.85(1H,s,NCH),7.93(1H,s,NCH),10.26(1H,s,NCHN).[bmim][La]1 HNMRδ:0.90(3H,t,but-CH3),1.05(3H,d,CH3CHOH),1.25(2H,m,CH2),1.76(2H,m,CH2),3.44(1H,m,CH3COHCO2),3.86(3H,s,NCH3),4.17(2H,t,NCH2),7.73(1H,s,NCH),7.80(1H,s,NCH),9.36(1H,s,NCHN). [bmim][Ga]1 HNMRδ:0.87(3H,t,but-CH3),1.24(2H,m,CH2),1.74(2H,m,CH2),2.48(2H,s,OHCH2CO2),3.81(1H,s,OHCH2),3.85(3H,s,NCH3),4.16(2H,t,NCH2),7.73(1H,s,NCH),7.79(1H,s,NCH),9.45(1H,s,NCHN).上述离子液体的氢谱与文献[20]报导的一致.1.3 [bmim][Dca]的合成首先,按文献[21]的方法合成[bmim]Cl.然后,将[bmim]Cl和等物质的量的Na[N(CN)2]加入圆底烧瓶中,再加入合适量的丙酮,在常温下搅拌8h.搅拌反应结束后,真空抽滤,用旋转蒸发仪将滤液减压蒸馏,除去丙酮,得到粗产品[bmim][Dca].将适量的二氯甲烷(CH2Cl2)加入粗产品[bmim][Dca]中,搅拌0.5h,除去不溶物,得到[bmim][Dca]溶液.然后减压抽滤,滤液用旋转蒸发仪减压蒸馏,除去CH2Cl2,得到产品[bmim][Dca].最后将其于70℃干燥48h,得到淡黄色液态产品[bmim][Dca].[bmim][Dca]1 HNMRδ:0.88(3H,t,but-CH3),1.25(2H,m,CH2),1.76(2H,m,CH2),3.84(3H,s,NCH3),4.15(2H,t,NCH2),7.66(1H,s,NCH),7.73(1H,s,NCH),9.08(1H,s,NCHN).1.4 纤维素在离子液体中的溶解将微晶纤维素加入到盛有约1.0g已干燥的离子液体的20ml比色管中,用氮气保护.将此混合物在70℃下进行加热,在偏光显微镜下进行观察,若纤维素溶解完,再加入纤维素,每次加入纤维素的质量为离子液体+纤维素的0.1%.当纤维素达到饱和时的浓度即为该温度下的溶解度.1.5 再生纤维素的表征在FTIR1750型红外光谱仪(分辨率2cm-1)上进行红外光谱分析,KBr压片,32次扫描.在NETZSCH STA 409PC热分析仪上进行热重分析,Al2O3坩埚盛样,氮气氛围,氮气流速为30ml/min.2 结果与讨论2.1 离子液体的阴离子结构对纤维素溶解度的影响我们测定了70℃时微晶纤维素在离子液体中的溶解度及咪唑环上2位氢的1 HNMR化学位移(离子液体在DMSO-d6 中的质量浓度为1.0mol·kg-1),结果见表1.表1 70℃时,微晶纤维素在离子液体中的溶解度(S)及咪唑环上2位氢的1 HNMR化学位移(δ)Tab.1 Solubility of microcrystalline cellulose in the ionic liquids at 70℃and 1 HNMR chemical shift of the proton i n the 2-position of the imidazolium ring measured离子液体 S/%δ 14.6 10.358[bmim][Ga] 9.2 9.810[bmim][La] 8.3 9.792[bmim][Dca]不能溶解[bmim][Ac]9.077由表1可以看出,在所研究的一系列离子液体中,阴离子为乙酸根的离子液体[bmim][Ac]对纤维素的溶解性能最佳,而[bmim][Dca]则不能溶解纤维素,这说明离子液体阴离子的结构对打开纤维素分子内和分子间的氢键、促进纤维素溶解起关键作用.纤维素在[bmim][Ga]和[bmim][La]中的溶解度均比在[bmim][Ac]中低,这是因为阴离子[Ga]-和[La]-的Brösted碱性低于[Ac]-的,即这两种阴离子与纤维素羟基质子形成氢键的能力低于[Ac]-,或者说这两种阴离子打开纤维素内部氢键、促进纤维素溶解的能力低于[Ac]-.这些事实表明,纤维素在离子液体中溶解度的高低与离子液体阴离子形成氢键能力的强弱有关.因此,为了增加纤维素的溶解度,在设计新的羧酸根类离子液体时,应避免使用带有吸电子基团的羧酸根类阴离子.2.2 离子液体的阴离子形成氢键能力的研究文献[22]报道,离子液体咪唑环上2位质子的化学位移可以用来衡量离子液体的阴离子形成氢键的能力,而离子液体的阴离子形成氢键的能力是溶解纤维素的关键因素[11-12].因此,我们测定了这些离子液体咪唑环上2位质子的化学位移.由表1知,[bmim][Ac]的δ最大,[bmim][Dca]最小,在这4种离子液体中,[bmim][Ac]对纤维素的溶解能力最强,[bmim][Dca]则不能溶解纤维素.这意味着离子液体的阴离子与纤维素的氢键作用是影响离子液体溶解性能的重要因素.2.3 再生纤维素的结构及热性质上面的研究结果表明,阴离子为乙酸根的离子液体[bmim][Ac]对纤维素的溶解性能最佳.因此,本文以离子液体[bmim][Ac]为代表,于70℃时将原料纤维素溶解其中,制成质量分数为6%的纤维素溶液.然后将水加入到纤维素溶液中,使溶解后的纤维素再生,得到再生纤维素.并借助FT-IR,TGA技术对再生的纤维素进行了表征.图1(A)给出了原料纤维素和再生纤维素(再生条件是70℃下溶解2h)粉末的FT-IR图谱.从图1(A)可以看出,再生纤维素FT-IR图谱中没有新峰出现,表明在纤维素的溶解及再生过程中,没有发生化学反应.在再生纤维素图谱中,位于1427cm-1的峰是CH2的剪切运动,与原生纤维素在1431cm-1处的峰相比,峰的强度减弱,并且向低波数移动,表明与纤维素O6相连的分子内氢键破坏[23].再生纤维素在990cm-1的新峰是无定形区域C—O的伸缩振动峰[24].再生纤维素的O—H振动峰移向(3443cm-1),表明纤维素内部的氢键打开[25-26].再生纤维素1164~1061cm-1处的峰是其C—O—C伸缩振动[27].这些结果表明,纤维素再生后,它的大分子结构未被破坏.图1(B)给出了原料纤维素和再生纤维素的热重分析曲线.再生纤维素开始分解的温度(301℃)稍低于原料纤维素开始分解的温度(313℃),表明再生纤维素的热稳定性稍有降低.图1 [bmim][Ac]原料、再生纤维素溶液的FT-IR光谱图(A)和热重分析曲线(B)Fig.1 FT-IR spectra(A)and thermogravimetric analysis curve (B)of the original cellulose and the regenerated cellulose3 结论实验测定了70℃时微晶纤维素在4种离子液体中的溶解度,研究了纤维素的溶解度与离子液体咪唑环上2-位氢化学位移的关系,对从[bmim][Ac]/纤维素溶液中再生的纤维素进行了表征,得出以下结论:1)离子液体的阴离子结构对纤维素有重要的影响,其中乙酸根离子液体[bmim][Ac]对纤维素的溶解效果最佳.阴离子[Ac]-上的H原子被吸电子基团OH,CH3OH取代后导致离子液体对纤维素的溶解度降低.2)为了得到高浓度的纤维素溶液,在设计新的羧酸根类离子液体时,应避免使用带有吸电子基团的羧酸根类阴离子.对于新合成的一种离子液体,可以通过预先测定这种离子液体的1 HNMR化学位移,为判断其是否可以作为纤维素的溶剂作参考.3)通过向[bmim][Ac]/纤维素体系中加入水,可使纤维素沉淀再生.FT-IR,TGA技术测定结果表明,在纤维素的溶解以及再生过程中,纤维素与[bmim][Ac]溶剂之间没有化学反应发生.与原料纤维素相比,再生纤维素的热稳定性稍有降低.参考文献:[1]Wang Zhiguo,Yokoyama T,Chang Houmin,et al.Dissolution of beech and spruce milled woods in LiCl/DMSO[J].J Agric Food Chem,2009,57(14):6167.[2]Heinze T,Liebert T.Unconventional methods in cellulose functionalization[J].Prog Polym Sci,2001,26(9):1689.[3]Fischer S,Voigt W,Fischer K.The behaviour of cellulose in hydrated melt s of the composition LiX˙cnH2O(X=I-,NO-3,CH3COO-,ClO-4)[J].Cellulose,1999,6(3):213.[4]McCormick C L,Dawsey T R.Preparation of cellulose derivatives via ring-opening reactions with cyclic reagents in lithium 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1_丁基_3_甲基咪唑四氟硼酸盐的合成研究_余晓皎
第23卷第3期纺织高校基础科学学报Vo.l23,N o.3 2010年9月BASI C SC I ENCES JOURNAL OF TEXTILE UN I VERSITIES Sep.t,2010文章编号:1006-8341(2010)03-0341-041-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐的合成研究余晓皎,王娜,吕伟桃,姚秉华,赵亮(西安理工大学理学院,陕西西安710048)摘要:以溴代正丁烷和N-甲基咪唑为原料合成了中间体溴化1-丁基-3-甲基咪唑,以中间体与N a BF4进行复分解反应制备了离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐.探讨了溶剂、原料摩尔比、反应温度、反应时间对中间体和离子液体产率的影响,确定了最佳合成条件.在此工艺条件下,离子液体的产率可达92%以上.关键词:N-甲基咪唑;溴化1-丁基-3-甲基咪唑;1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐;合成中图分类号:O626123文献标识码:A0前言绿色化学是21世纪化学发展的重要方向之一,开发挥发性有机溶剂的替代物和无毒无害的高效催化剂,以减少环境污染,是绿色化学的重要内容.离子液体是在室温或室温附近呈液态的盐,一般由有机阳离子和无机阴离子或有机阴离子组成,由于离子液体具有较好的导电性、较宽的电化学窗口、几乎为零的蒸汽压、对有机和无机化合物良好的溶解性、较高的热稳定性以及根据需要可以进行结构设计等特点,已作为高效绿色溶剂及催化剂而成为当代合成化学的研究热点之一[1].我国对离子液体的研究起步较晚,对离子液体的研究主要集中在新型离子液体的合成、物理和化学特性的表征方法以及作为溶剂、催化剂和电解质的应用研究等方面[2-6].离子液体的合成方法主要有传统合成方法和微波合成方法,传统的合成方法是在有机溶剂中加热回流合成离子液体,反应时间较长,但反应温和,副产物较少[7];微波合成法反应时间短,但反应不易控制[8].目前由于已合成的离子液体的种类偏少,限制了离子液体的应用研究发展,因此,研究新型离子液体的合成具有重要意义.本文以N-甲基咪唑和溴代正丁烷为原料,采用两步合成法合成1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐,通过对影响因素的探讨,得到最佳的合成条件,为离子液体的合成与应用研究提供支持.1实验111试剂与仪器N-甲基咪唑:分析纯,上海山浦化工有限公司,使用前减压蒸馏;溴代正丁烷:分析纯,上海山浦化工有限公司,使用前蒸馏提纯;四氟硼酸钠:分析纯,成都科龙化工有限公司.收稿日期:2010-05-26基金项目:陕西省教育厅自然科学项目(09J K674);西安理工大学博士启动项目(108-210803)通讯作者:余晓皎(1966-),女,河南省平舆县人,西安理工大学教授,博士,主要从事绿色有机合成及物质分离等方面的研究.E-m ai:l yx j w@x DK-98-1型恒温水浴锅:天津泰斯特仪器有限公司;JJ -1型电动搅拌器:金坛市丹阳石英玻璃厂;SHZ -D 循环水式真空泵:巩义予华仪器有限公司;RES2AA 型旋转蒸发仪:上海亚荣生化仪器厂.112 实验原理11211 合成路线 N-甲基咪唑y 溴化1-丁基-3-甲基咪唑y 1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐.11212 反应机理 N-甲基咪唑与溴代正丁烷在N-甲基咪唑中的氮原子上发生季铵化反应,生成溴化1-丁基-3-甲基咪唑;溴化1-丁基-3-甲基咪唑与NaBF 4发生复分解反应生成1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐,反应方程式如图1所示.图1 反应方程式113 实验步骤11311 溴化1-丁基-3-甲基咪唑([B M I M ]B r)的合成 室温下将一定量的溴代正丁烷,在1~115h 的时间内滴入装有一定量的N-甲基咪唑三口烧瓶中,水浴加热回流一定的时间,产物[B M I M ]B r 用乙酸乙酯洗涤3次,得金黄色液体,真空干燥器中干燥备用.11312 1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([B M I M ]BF 4)的合成 取等摩尔量的[B M I M ]B r 和NaBF 4加入到单口烧瓶中,加入一定量的溶剂,室温搅拌反应一定时间.真空抽滤反应液,减压蒸馏出滤液中的溶剂后,加入二氯甲烷,真空抽滤,滤液减压蒸出二氯甲烷,将产物置于真空干燥箱,称量所得[B M I M ]BF 4质量.2 结果与讨论211 溶剂对[B M I M ]B r 产率的影响选择溴代正丁烷与N-甲基咪唑的摩尔比为111B 110,溶剂用量为反应液总体积的1/2,反应温度为70e ,反应时间24h ,分别选择丙酮、乙酸乙酯作溶剂,得到[B M I M ]B r 产率分别为91109%、87126%,而无溶剂的产率为90152%,溶剂对反应产率影响不大,从降低成本及减少操作步骤考虑,本实验选择中间体的合成不使用溶剂.212 反应时间对[B M I M ]Br 产率的影响选择溴代正丁烷与N-甲基咪唑的摩尔比为111B 110,反应温度为70e ,改变反应时间,实验结果如图2所示.由图2可以看出,反应3h 到15h 间中间体产率增加较快,24h 以后产率增加缓慢,这是因为反应产物增加到一定程度后,反应速率减慢,另外,主反应生成产物增加的同时,副反应产物也在增加,因此,24h 后产率增加较为缓慢,本实验选择反应时间为24h.213 反应温度对[B M I M ]B r 产率的影响选择溴代正丁烷与N-甲基咪唑的摩尔比为111B 110,反应时间为24h,,改变反应温度,实验结果如图3所示.从图3可以看出,反应温度在40e 到60e 之间,中间体产率快速增加,从60e 开始增加缓慢,到70e 以后产率随温度的增加反而降低,可能是由于温度升高到70e 后副反应(逆季铵化反应)速率增加.因此本实验选择反应温度为70e .214 配料比对[B M I M ]B r 产率的影响选择反应时间为24h ,反应温度为70e ,改变溴代正丁烷与N-甲基咪唑的摩尔比(配料比),实验结果如图4所示.由图4可以看出,随着配料比的增加,[B M I M ]Br 产率增加,当配料比达到111B 1后,[B M I M ]Br 产率有所下降,主要因为随着配料比的增加,反应体系粘度增大,不利于反应的继续进行;大量存在的溴代正丁烷导致副反应的增多,从而使产物的产率下降.因此本实验选择配料比为111B 1.342 纺 织 高 校 基 础 科 学 学 报 第23卷图2 反应时间对中间体产率的影响 图3反应温度对中间体产率的影响图4 配料比对中间体产率的影响 图5 溶剂对[B M I M ]BF 4产率的影响215 溶剂对[B M I M ]BF 4产率的影响选择中间体[B M I M ]B r 和N a BF 4的摩尔比为1:1,反应温度为25e ,反应时间为24h .由于[B M I M ]BF 4对水非常敏感,极易水解,因此本实验不能用水作溶剂,分别选择乙腈、甲醇、丙酮作为溶剂,溶剂的用量以溶剂与[B M I M ]B r 的体积比表示.实验结果如图5所示.图5表明,溶剂对反应的影响较大,甲醇比乙腈产率高出近5%,甲醇与丙酮相比虽然产率比较接近,但是丙酮的价格远远高于甲醇,因此,本实验选用甲醇作为溶剂.由图5还可以看出,[B M I M ]BF 4的产率随着溶剂与[B M I M ]Br 的体积比的增加而提高,当在体积比大于6以后,产率提高较小,这是因为中间体[B M I M ]Br 的粘度较大,随着体积比的增大,反应物能够充分混合,反应速率加快,单位时间产率增加,当体积比达到6以后,两相己经能够在搅拌的情况下完全混合均匀,再增加体积比,产率增加较小.因此,本实验选择体积比为6B 1.216 反应时间对[B M I M ]BF 4产率的影响在图5条件下,选择甲醇作溶剂,甲醇与[B M I M ]Br 的体积比为6B 1.实验结果如图6所示.从图6可知,[B M I M ]BF 4的产率随时间的增加而提高,特别是在18h 之前,产率随时间增加提高较快,24h 之后增加缓慢,这是因为NaBF 4与溶剂甲醇是不完全互溶的,该反应是复分解反应,只有随着反应时间的增加,反应物分子接触机会才会增多,所以产率随时间增加而提高,24h 之后反应基本进行完全,再增加反应时间,产率增加较小,本实验选择反应时间为24h.217 反应温度对[B M I M ]BF 4产率的影响在图6条件下,选择反应时间为24h ,改变反应温度.结果如图7所示.从图7可以看出,[B M I M ]BF 4的产率随温度的升高而提高,但提高十分缓慢,主要是因为该复分解反应受温度的影响较小.从成本考虑,本实验选择反应温度为室温.3 结 论(1) 对[B M I M ]Br 的合成,反应时间、反应温度、配料比对[B M I M ]Br 的产率均产生影响,[B M I M ]Br 的产率随着反应时间与反应温度的增加而增加,合成[B M I M ]B r 的最佳工艺条件为反应时间24h ,反应温度为70e ,配料比为111B 1,在此工艺条件下,[B M I M ]B r 的产率可达到95%以上.343第3期 1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐的合成研究图6 反应时间对[B M I M ]BF 4产率的影响 图7反应温度对[B M I M ]BF 4产率的影响(2) 对[B M I M ]BF 4的合成,溶剂及其体积比、反应时间等因素对[B M I M ]BF 4的产率有显著影响,合成[B M I M ]BF 4的最佳工艺条件为选择甲醇作溶剂,甲醇与反应液的体积比为6:1,反应时间为24h ,在此条件下,[B M I M ]BF 4的产率可达92%以上.参考文献:[1] 赵正康,李娟,吕志果.离子液体的合成与应用研究进展[J].精细石油化工进展,2009,10(6):36-41.[2] 沈兴海,徐超,刘新起,等.离子液体在金属离子萃取分离中的应用[J].核化学与放射化学,2006,28(3):129-138.[3] 王方慧,李春喜,孟洪,等.离子液体在水、乙醇及其混合物中的电导率测定[J].北京化工大学学报,2006,33(6):17-21.[4] W ANG Y ong ,L I H ao -ren ,W U T ao ,et a.l R eaction m echan is m study for the synthesi s o f a l kyli m i dazoli u m based ha li de i onicli qu i ds[J].A cta Physico -Ch i m i ca Sinica ,2005,21(5):517-522.[5] 黄宝华,汪艳飞,杜志云,等.酸性离子液体的合成和光谱表征[J].分析测试学报,2007,26(4):478-483.[6] 杨培霞,安茂忠,苏彩娜,等.添加剂对离子液体中电沉积金属钴的研究[J].无机化学学报,2009,25(1):112-116.[7] CSER J ESI P ,NE M ESTOTHY N,VASS A,e t a.l S t udy on gas separati on by supported li qu i d m e m branes app l y i ng nove l i onicli qu i ds[J].D esa li na ti on ,2009,245:743-747.[8] RA JENDER S V,VAS U DEVAN V N.So lvent -free prepara ti on of i onic li qu i ds usi ng a househo l d m i c rowave oven[J].PureA pp licati on Che m i stry ,2001,73(8):1309-1313.Study on the synthesis of 1-butyl-3-m ethyli m i dazoli u m tetrafluoroborateYU X iao -jiao ,WANG Na,LV W ei -tao ,YAO B ing-hua,Z HAO Liang(F acu lty of Science ,X i c an U n i versity o f T echno l ogy ,X i c an 710048,Ch i na)Abst ract :1-Bu ty-l 3-m ethy li m idazo li u m bro m i d e w ere synthesized usi n g bro m ic no r m a lbu tane and 1-m et h y li m i d -azo le .Fro m i n ter m ediates ,1-buty-l 3-m et h y li m i d azolium tetrafluoroborate w ere prepared by rep lace m ent reacti o n.The effects of solven,t m o le rati o ,reaction te m perature and reaction ti m e upon inter m ediates and ion ic liquids y i e l d w ere i n vesti g ated .The best synthetic cond itions o f i n ter m ediates and ion ic li q u i d s w ere d iscussed .The re -su lts indicate that i o n ic liquids rate of producti o n can reach over 92%in t h is cond itions .K ey w ords :1-m et h y li m i d azo l e ;1-buty-l 3-m ethyli m idazoliu m bro m ide ;1-buty-l 3-m ethy li m idazo li u m tetrafluorobo -rate ;synthesis编辑、校对:黄燕萍344 纺 织 高 校 基 础 科 学 学 报 第23卷。
1-丁基-3-甲基咪唑甲磺酸盐化学品安全技术说明书
化学品安全技术说明书公司地址:上海化学工业区奉贤分区银工路28号E栋楼客服热线:400-133-2688 1 化学品及企业标识1.1 产品标识符化学品俗名或商品名:1-丁基-3-甲基咪唑甲磺酸盐CAS No.:342789-81-5别名:1-丁基-3-甲基-1H-咪唑鎓甲磺酸盐;1-丁基-3-甲基咪唑甲烷磺酸盐;1.2 鉴别的其他方法无数据资料1.3 有关的确定了的物质或混合物的用途和建议不适合的用途仅供科研用途,不作为药物、家庭备用药或其它用途。
2 危险性概述2.1 GHS分类健康危害急性毒性(经口):AcuteTox.3严重损伤/刺激眼睛:EyeDam.1皮肤腐蚀/刺激:SkinCorr.1B2.2 GHS 标记要素,包括预防性的陈述危害类型GHS05:腐蚀性物质; GHS06:急毒性物质;信号词 【危险】危险申明H301 如果吞食将中毒。
H314 引起严重的皮肤灼伤,以及眼睛损伤。
警告申明P280 戴防护手套/防护服/护眼/防护面具。
P301+P310 如误吞咽:立即呼叫解毒中心/医生。
P305+P351+P338 如进入眼睛:用水小心清洗几分钟。
如果可以做到,摘掉隐形眼镜,继续冲洗。
P310 立即呼叫解毒中心/医生。
RSHazard symbol(s) CR-phrase(s) R22;R34;R53S-phrase(s) S26;S39;S45;S612.3 其它危害物-无3 成分/组成信息3.1 物质分子式 - C9H18N2O3S分子量 - 234.324 急救措施4.1 必要的急救措施描述一般的建议请教医生。
向到现场的医生出示此安全技术说明书。
如果吸入用大量水彻底冲洗至少15分钟并请教医生。
在皮肤接触的情况下立即脱掉被污染的衣服和鞋。
用肥皂和大量的水冲洗。
立即将患者送往医院。
请教医生。
在眼睛接触的情况下无数据资料如果误服用水雾,耐醇泡沫,干粉或二氧化碳灭火。
4.2 最重要的症状和影响,急性的和滞后的最重要的症状和健康影响灼伤感:,咳嗽,喘息,喉炎,呼吸短促,痉挛,发炎,咽喉肿痛,痉挛,发炎,支气管炎,肺炎,肺水肿,该物质对粘膜组织和上呼吸道、眼睛和皮肤破坏巨大。
1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子
随着科学技术的不断进步,离子液体作为一种新型、绿色、可控的溶剂,在化学、材料、能源等领域得到了广泛的应用和研究。
而作为离子液体中的一种重要成分,丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子(简称[BMIM]PF6)更是备受关注。
本文将深入探讨[BMIM]PF6离子液体的性质、应用和研究进展,希望能为读者提供全面的了解和认识。
1. [BMIM]PF6离子液体的性质[BMIM]PF6离子液体是一类重要的有机阳离子液体,其分子结构中含有丁基和甲基咪唑基团。
这种离子液体不仅具有良好的热稳定性和化学稳定性,还具有较好的电化学活性和溶解性。
在室温下[BMIM]PF6离子液体呈无色透明的液体,具有低挥发性和良好的微生物降解性。
这些优异的性质使得[BMIM]PF6离子液体在许多领域都具有重要的应用价值。
2. [BMIM]PF6离子液体的应用在化学合成领域,[BMIM]PF6离子液体可以作为催化剂、溶剂甚至反应介质,广泛应用于有机合成、催化剂制备等反应中。
[BMIM]PF6离子液体还可用于电化学领域,作为电解液、电容器介质或电催化剂等方面的应用。
在材料科学领域,[BMIM]PF6离子液体也可用作润滑剂、导电涂层的基体或者纳米材料的分散剂等多种用途。
而在能源领域,[BMIM]PF6离子液体也可以作为电池电解质、储能介质等方面的研究和应用。
3. [BMIM]PF6离子液体的研究进展[BMIM]PF6离子液体作为一种重要的离子液体成分,近年来受到了广泛的研究关注。
在化学合成方面,研究人员不断探索[BMIM]PF6离子液体作为催化剂、溶剂或者反应介质的应用潜力,在提高合成效率、减少废弃物排放方面取得了显著的进展。
在材料科学领域,[BMIM]PF6离子液体的应用也得到了广泛的延伸,如用于纳米材料的制备、功能性涂层的开发等方面也取得了不俗的成绩。
对[BMIM]PF6离子液体的性质和结构也进行了深入的研究,以期更好地理解其在不同领域的应用机制和优势。
微波水浴法合成室温离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐
化 1丁基 一一 一 3 甲基 咪 唑 , 制得 了离子 液体 1丁基一一 并 一 3
间与收率的关系: 开始收率随时间增大而升高, 之后
则变化缓慢 。其原 因可能主要是选择微波 功率太
低。
() 2微波功率 的探索 , 水浴温度:8 1甲基咪 9 ℃,一
第 6期
微 波水 浴 法合 成 室温 离子液体 1丁基一一 一 3 甲基 咪唑 四氟硼 酸盐
1 1
降。原因主要是微波功率过高 , 反应 内局部过热, 导 致 产物 部分 分解 。所 以微 波功 率控 制在 20 最 合 7W
适。
范围为饱 和 CH 伸缩 振 动频 率 区 , 1为 2 8 - 图 90
探讨 了反应时间、 微波功率 、 反应物浓度 比对产品收率的影响。再在 中间体 中加入四氟硼酸, 得到 室温离子液体 1丁基一一 一 3甲基眯唑四氟硼酸盐, 反应时间短 、 收率高 , 并用红外光谱表征确认 中间体
及产 品结构 。 关键 词 : 中间体 微 波水 浴法 离子液体 表征
1 引言
Ib ml r [ mi B ) 通过实 验 , 浴 温 度 控 制 在 9 " 合 适 , 下 水 8C最 以 就是将 水浴 温 度 控 制在 9 " 通 过 改 变 反 应 时 间 、 8 C,
好导 电性 的性质, 用它作为电解液 , 研究了六 甲基苯 的电解行为。19 年 Wi e 等[报道 了对水和空 92 1s 6 k ]
等。离子 液 体 的最 早 报 导 可 以追 溯 到 2 O世 纪
初 卜 。
wP70 2 ) 微 波 炉 ( 兰 仕 微 波 炉 公 司 ) O(1 型 格 ;
离子液1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐修饰碳糊电极的制备与表征
Ab ta t sr c :An inc l ud (Ls mo i e a b n p se ee to e ( E) wa a rc td o i i i s I ) q df d c r o a t lcr d CP i s fb iae
wi - uy一一 t y i d zl m e alo o h t [ MI P 6 t 1b tl meh lmiaoi h x f rp ae(B M ̄ F )mie t rp i h 3 u u x dwi ga ht h e
Ke o d : - u y 一一 t y mi a o i m e a l o o h t ;i n cl u d ;c e ia o i y w r s 1 b t l me h l 3 i dzl u h x fu r p a e o i i i s h m c l q m d—
响应 明显 增加 ; 同时 由于[ MI ] F 具 有一 定 的 黏度 和 较 强 的疏 水 性 , 制备 的 电极 具 - B M- 。 P 使 有一 定的机 械 强度 和较好 的稳 定性 。
关键 词 :1丁基一一 一 3 甲基 咪唑 六 氟磷 酸 盐 ; 离子液 ; 学修饰 电极 ; 化 碳糊 电极 ; 铁氰 化钾
I — P siv siae s g K [ e C 6 st epo ea d cmp rd wi h to L C E wa et tdu i 3 F ( N)]a h r b n o ae t t a f n g n h
ta to lCPE. The r s t s we ha h l c r he ia e p ns s r a l m— r dii na e ul ho d t t t e e e t oc m c lr s o e wa g e ty i p ov d wih t i o r e t he h gh c ndu tv t f I n he p e r d I — c i iy o Ls a d t r pa e L— CPE os e s d g od me— p sse o — c ni r e t nd s a iiy ha c p op r y a t b l . t
1-丁基-3-甲基咪唑离子液体分子内氢键强度的研究
1–丁基–3–甲基咪唑离子液体分子内氢键强度的研究乔云香1,侯震山1,邓天松2,华丽1,Nils Theyssen25 10 15 20 25 30 35 40 (1. 华东理工大学工业催化研究所,结构可控先进功能材料及其制备教育部重点实验室,上海200237;2. Max-Planck-Institute of Coal research, Muelheim an der Ruhr, Germany 45470)摘要:认识室温离子液体的性质对其实际应用非常重要,本文着重考查了不同的阴离子对于1–丁基–3–甲基咪唑类离子液体分子内氢键的影响。
本工作主要通过核磁共振技术(NMR)考察了一系列咪唑离子液体中H 质子化学位移的区别,以及在不同的氘代溶剂中,咪唑环上H–D 交换的难易程度;同时通过红外光谱(FT–IR)研究了离子液体咪唑环上C–H 振动峰的相对位移,最后又利用离子液体与染料作用力的不同,以紫外光谱(UV–vis)最大吸收波长的相对位移探测离子液体内阴阳离子间的氢键,以期理解离子液体分子内氢键的形成规律和作用强度。
关键词:离子液体;1-丁基-3-甲基咪唑盐;核磁;红外;紫外Hydrogen–bonding interaction in1–butyl–3–methylimidazolium Ionic LiquidsQIAO Yunxiang1, HOU Zhenshan1, DENG Tiansong2, HUA Li1, THEYSSEN Nils2 (1. Key Laboratory for Advanced Materials, Research Institute of Industrial Catalysis, East ChinaUniversity of Science and Technology, ShangHai 200237;2. Max-Planck-Institut für Kohlenforschung, Mülheim an der Ruhr, Germany 45470) Abstract: In order to know more about the properties of room temperature ionic liquids, the hydrogen–bonding interaction in a series of 1–butyl–3–methylimidazolium cations with different anions has been investigated. In this work, NMR was used to investigate the changes in H2 chemical shifts and H–D exchange rates of imidazolium cations in different deuterated solvents;FT–IR was used to realize the changes of C–H vibration bands due to different interactionbetween cations and anions in ionic liquids; UV–vis was also used to determine the strength of hydrogen–bonding interaction in ionic liquids.Keywords: ionic liquid; 1–butyl–3–methylimidazolium salt; NMR; IR; UV–vis0引言自20 世纪90 年代,对空气和水稳定的室温离子液体被报道以来,离子液体被广泛应用到各个领域中[1,2]。
溴化1-丁基-3-甲基咪唑改性碳纤维吸附剂的制备[发明专利]
(10)申请公布号(43)申请公布日 (21)申请号 201510124356.0(22)申请日 2015.03.23B01J 20/22(2006.01)B01J 20/28(2006.01)B01J 20/30(2006.01)C02F 1/28(2006.01)C02F 1/62(2006.01)(71)申请人济南大学地址250022 山东省济南市南辛庄西路路336号(72)发明人李慧芝 宋桂兰 杨春霞(54)发明名称溴化1-丁基-3-甲基咪唑改性碳纤维吸附剂的制备(57)摘要本发明公开了一种溴化1-丁基-3-甲基咪唑改性碳纤维吸附剂的制备方法,其特征在于,首先,采用浓盐酸与双氧水的混合溶液对碳纤维进行氧化处理;然后,在对氧化的碳纤维进行有机化改性;第三步,按如下组成质量百分比加入,乙醇:62~72%,溴化1-丁基-3-甲基咪唑离子液体:4~10%,有机化碳纤维:20~30%,再加入偶氮二异丁腈:0.5~2%,于80±2℃恒温、搅拌、反应24h,冷却后,抽滤,用去离子水洗涤,至滤液呈中性为止,用少量乙醇洗涤后,放在80℃真空干燥箱中干燥,得到溴化1-丁基-3-甲基咪唑改性碳纤维吸附剂。
该吸附剂具有优良的稳定性、吸附容量高,反复使用次数多,既成本低又绿色环保。
(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书5页(10)申请公布号CN 104759258 A (43)申请公布日2015.07.08C N 104759258A1.一种溴化1-丁基-3-甲基咪唑改性碳纤维吸附剂的制备方法,其特征在于,该方法具有以下工艺步骤:(1)碳纤维氧化处理:将碳纤维浸入浓盐酸与双氧水的混合溶液中,于80~90℃恒温,搅拌,回流反应30~50min,冷至室温,用去离子水洗涤至中性,抽滤后80℃烘干,得氧化碳纤维;(2)有机化碳纤维处理:在反应器中,按如下组成质量百分比加入,乙醇:45~60%,巯丙基三甲氧基硅烷:18~28%,氧化碳纤维:20~30%;各组分之和为百分之百,搅拌加热至温度升至50~60℃,恒温反应6 ~8h,冷却至室温,过滤,用乙醇洗涤后,真空干燥,得到有机化碳纤维;(3)溴化1-丁基-3-甲基咪唑改性碳纤维吸附剂的制备:在反应器中,按如下组成质量百分比加入,乙醇:62~72%,溴化1-丁基-3-甲基咪唑离子液体:4~10%,有机化碳纤维:20~30%,再加入偶氮二异丁腈:0.5~2%,各组分之和为百分之百,于80±2℃恒温、搅拌、反应24 h,冷却后,抽滤,用去离子水洗涤,至滤液呈中性为止,用少量乙醇洗涤后,放在80℃真空干燥箱中干燥,得到溴化1-丁基-3-甲基咪唑改性碳纤维吸附剂。
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我们在更早的时候介绍了三咪唑在醇中的溶解度,我们已经对简单的咪唑分子[28–31],苯并咪唑[32]和苯基以及一类新的离子盐的热力学性质和相平衡做了系统的调查[1–3,17]。
本文的目的是要报告1 - 丁基-3 - 甲基咪唑鎓氯化物离子液体[C4mim][Cl〕在醇类如:乙醇,1 - 丁醇,1 - 己醇,1 - 辛醇,1 - 癸醇,1 - 十二烷醇,2 - 丁醇,2 - 甲基-2 - 丙醇(叔丁醇)中的溶解度
这里显示的数据对测试液体混合物的新理论是非常有用的,能预测含醇类和离子液体的混合物的热力学性质。
一种溶质具有和潜在溶剂形成氢键的能力是它的行为的一个重要的特征。一般来说,离子液体[C4mim][CL]可同时作为氢键的受体( )和供体( ),人们认为离子液体能和溶剂进行相互作用,这是因为根据[C4mim][CL]的结构,它既有接受和提供的位点:
另一方面,众所周知,醇是具有高的结合焓和结合常数的氢键溶剂。它们具有氢键给体位点,因此,人们认为它们能使溶质更加稳定。离子液体在醇(C2–C12)中的(固体+液体)相图通过一个动态的方法已经被测量出来,温度变化范围从270K到1 - 丁基-3 - 甲基咪唑鎓氯化物 [C4mim][CL]的熔点, 或从270K到醇的沸点。
系统{离子液体[C4mim][CL](1)+一种醇(2)}的实验性固液平衡温度
这项工作中被研究的实验性固液平衡相图具有以下几个重要特点:(1)除了1- 丁醇之外,离子液体[C4mim][CL]在醇中的溶解度随着碳原子数从2到8的一种醇的分子量的增加而减小(如图一所示)。溶质[C4mim][CL]在1- 丁醇中展现了最好的溶解性,这可以通过它在溶剂和咪唑环中的丁基取代基具有相同碳原子数的溶液中具有最好的聚集效应来解释,(2)离子液体[C4mim][CL]在具有更长链的醇中的溶解度类似于它在1 - 辛醇的溶解度。(3)一级,二级和三级醇的液相曲线表现出类似的形状。溶解度会按照1 - 丁醇>2 - 丁醇>叔丁醇的次序增加(见图二)。(4)人们发现会有偏离理想溶液的正负偏差,因此溶解度高于或部分高于理想溶液在乙醇,1 - 丁醇,2 - 丁醇和叔丁醇的溶解度,低于理想溶液在其他醇中的溶解度。(5)人们发现完整的相图能显示{离子液体[C4mim][CL]+叔丁醇,或1 - 癸醇,1 - 十二烷醇}(见表2-4)的共熔行为。低共熔温度和溶质的摩尔分数示于表2.
如果要在工业规模上设计任何涉及离子液体的过程,必要的是,我们不仅要知道包括粘度,密度等在内的物理性能的变化范围,同时也要知道热容和其他热力学性质,包括汽液相平衡(VLE),液液相平衡(LLE)和固液相平衡(SLE) [11–23]。离子液体已经在工业应用。例如,巴斯夫公司制造工业规模上使用的的1 - 己基-3 - 甲基咪唑鎓离子液体[24]。
the Wilson,UNIQUACASM和修改过的NRTL1方程利用从固液平衡数据中得到的参数对溶解度数据进行关联。所有计算数据的溶解度的温度均方根的偏差均高于0.9K,这取决于所用的特殊公式。
1.介绍
这篇文章是我们系统研究1 - 烷基-3 - 甲基咪唑氯化物在醇(C2-C12)[1-3]中的溶解度的一个延续。这项工作伴随着新一代的现代溶剂的产生,这种溶剂是化学过程中传统媒介潜在的成功替代品。这些溶剂通常是基于取代的咪唑鎓阳离子和无机阴离子如卤化物的盐,[AlCl4]−, [BF4]−或者[PF6]−离子,这些溶剂在室温下通常是液体。这些离子液体是催化和合成的良好溶剂[4,6]。离子液体(ILS)子在绿色化学中是非常重要的,因为他们创造一个更清洁,更可持续发展的化学[5-8]。
对于这项工作中每个系统,可以通过标准平均偏差来描述固液平衡,其中 =0.9-7.9K。另一方面,相对于醇关联的发生,在脂族醇(C3-C12)中咪唑的相关性的研究结果已经了更好的成果,对于NRTL1和UNIQUACASM模型平均偏差分别为 =0.98和1.17K[28]。这可能是在离子液体和醇溶液中存在更强的IL - 醇相互作用的证据,这样一个更复杂的关联模型不得不涉及到或者Pitzer活度系数模型中一个用于解释浓溶液的电解性质 的模型不得不用于和实验结果做更好的拟合。
2.实验性
2.1.物料
由德国科隆溶剂创新有限公司生产的离子液体[C4mim][CL]被普遍使用。它的纯度为质量分数≥98%。所有醇都是由德国,斯坦海姆,西格玛奥德里奇化学有限公司生产。在303K真空条件下将物质干燥24小时。这些溶剂通过不同的干燥试剂被微小的分馏,最后达到质量分数纯度优于99.8%。液体可以用新鲜的活化的4A型分子筛存储(联合碳化物公司)。
在这项研究中,三种方法被用来从描述吉布斯剩余能量( )的相关关系方程中获得溶质活度系数γ1:the Wilson,UNIQUACASM[43]和NRTL1方法。方程的准确数学形式已经呈现在我们之前的文章中。
使用马夸特和罗森布洛克法的极小值的最大似然法这种优化的方法,可以发现方程的两个可调参数。
(2)
Alpha
一种固体1在液体中的溶解度可以通过方程1这种非常一般的形式来表述[33]。
其中x1,γ1, 分别代表的溶质的摩尔分数,活度系数,熔融焓,在固体和液体在凝固点之间溶质的热容差,溶质的凝固点(1)和在饱和溶液中的平衡温度。纯净的化合物的物理常数列于表3。在我们文章中所提及到的离子液体的凝固点是不同于其他作者[35–37]所描述的,这取决于离子液体的纯度。离子液体中的杂质主要是水。对于完全干燥的离子液体[C4mim][CL],凝固点是346.15K被引用[36]。最低温度(314.57K[37])也许同样是亚稳的结晶形式转变为晶体所产生的结果,在我们的差示扫描量热法中,在最低温度处可以观察到在凝固点315K[2]时伴随产生有一个小峰。由于缺乏在研究系统下,离子液体[C4mim][CL]在固体状态和液体状态之间不同热容差的近似数据,溶解度方程的一个简化版本。(1)不含热容差项目被应用。绝大多数的固 - 液方程的测量值是不含有热容差的。忽略热容差所产生的误差通常取决于所研究的物质。对于正常的分子化合物,该误差是从0.5至2%。不幸的是,到目前为止,没有关于离子液体热容差的任何数据出版。
2.2.程序
通过Pyris 1TGA热重分析差示扫描量热计仪对离子液体的摩尔熔融焓进行测量。熔化焓的测定值是在在扫描速度为每分钟2K或每分钟10K时被测出的。此时功率灵敏度为16mJ/s而记录器灵敏度为5mV.。该仪器通过摩尔分数为99.9999%高纯铟样品进行校准。量热的准确度为±1%,精度为±0.5%。焓的测量在扫描速率为2Kmin-1或10Kmin的-1时进行。
包含1 - 丁基-3 -甲基咪唑鎓氯化物的固 - 液平衡系统
物理化学部,化学系,华沙工业大学,UL。波兰华沙Noakowskiego大街3号,邮编00-664
2003年5月23日初稿, 2003年11月7日修改稿, 2003年11月24日刊登。
摘要:
1 - 丁基-3 - 甲基咪唑鎓氯化物[C4mim][CL]在醇(乙醇,1 - 丁醇,1 - 己醇,1 - 辛醇,1 - 癸醇,1 - 十二烷醇,2- 丁醇,2 - 甲基-2 - 丙醇(叔丁醇)中的溶解度已通过一个动态的方法测定,温度变化范围从270K到离子液体的熔点或到溶剂的沸点。通过差示扫描量热法测定玻璃相变的熔点,熔融焓,和温度。
固体的溶解度通过一个动态的(合成的)的方法已被测定,温度的变化范围为从270K到盐的熔点或者从270K到一种醇的沸点,这个方法在前面已经详细描述[33]。溶质和溶剂的混合物制备,其中纯组分的质量在1×10-4克之内。。在派热克斯玻璃单元中加入溶质的样品和醇,把它们一起放置在恒温箱内,通过连续的搅动非常缓慢的加热(升温速率小于每小时2K直至接近平衡温度)。通过一个被校准过的,完全浸没在恒温液体中的GALLENKAMP AUTOTHERM II型温度计来测定视觉检测到的晶体消失的温度1990年国际温标基础上对温度计进行校准。温度测量的精度为±0.01K,而摩尔分数的误差不超过δχ1= 0.0005。这个实验方法与我们之前发表的溶解度[28–34](这篇文献被引用)的结果不同在于,它每个实验点的获得来自一个新的样本。此外,人们发现,该溶液结晶过程是相当慢,而且难,因此,溶解度的测量是非常耗时的。
3.2.固 - 液平衡
一个研究性的文献显示了离子液体[C4mim][CL]的相关数据,这里显示的数据是以前没有报道过的。离子液体[C4mim][CL]在醇中的溶解度见于表1. 此表包括了在固液平衡时的温度,T1或T2与×1,离子液体[C4mim][CL]在研究系统中的饱和溶液中的摩尔分数的直接实验结果,其中T1是固体离子液体溶液平衡的液相线的温度而T2是固体酒精溶液平衡的液相线的温度。表2显示了被研究的混合物的共晶点的温度和组成。表4显示了溶解度数据,SLE的相关性,以及离子液体[C4mim][CL](1)+的醇的二元混合物的相关性,这都是通过the Wilson,UNIQUACASM和NRTL1的方程得出的,参数的估计和偏差的测量。
4.结论。
离子液体[C4mim][CL]的固固相转移在我们的溶解度测量中已经被观察到。离子液体[C4mim][CL]在1-丁醇中的溶解度最好。使用Wilson, UNIQUAC ASM and NRTL1方程来描述离子液体[C4mim][CL]在大多数溶剂中的溶解度是可以被接受的。和Wilson, UNIQUAC ASM and NRTL1方程相适应的溶解度的平均均方根的偏差 3.3, 3.4和3.8K。固体[C4mim][CL],或者[C4mim][CL]和醇混合物被认为将来可以作为绿色能源。
其中Ω是目标函数中,n实验点的数目, 分别表示对应浓度是 实验和计算的平衡温度。P1和P2是从最小化过程中产生的模型参数。温度的均方根的偏差被定义如下: