功能化离子液体
离子液体的功能化及其应用
1、改变反应介质：功能化离子液体可以作为反应介质，调节反应体系的酸 碱度、极性等参数，以影响反应速率和选择性。
2、稳定活性中心：某些功能化离子液体中含有的特定离子可以作为催化剂 的活性中心，通过配位作用稳定反应中间态，提高反应速率。
3、促进质子传递：功能化离子液体可以促进质子的传递，有利于反应体系 中的酸碱反应顺利进行。
4、改变反应路径：某些功能化离子液体可以改变反应路径，使得反应更加 容易进行，提高反应速率和选择性。
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有机基团则是功能化离子液体的另一重要组成部分，它们决定了离子液体的 物理化学性质，包括熔点、沸点、黏度等。通过选择合适的有机基团，可以实现 对离子液体性质的调控，以满足不同催化反应的需求。
功能化离子液体的催化作用
功能化离子液体在催化作用方面的表现与其独特的结构和性质密切相关。作 为催化剂时，离子液体主要通过以下方式发挥催化作用：
离子液体的功能化
要使离子液体具备特定的功能，通常需要进行功能化处理。功能化过程主要 是通过在离子液体中引入特定功能的基团或元素，从而改变其原有的性质。功能 化的方法主要有两种：直接合成法和改性法。直接合成法是在合成离子液体时， 直接引入所需的官能团或元素。而改性法则是在已有的离子液体中，通过化学反 应引入新的官能团或元素。
背景
功能化离子液体在催化反应中具有重要作用，它们可以作为催化剂、溶剂或 反应介质参与化学反应，有效地提高反应速率和选择性。近年来，随着绿色化学 和可持续发展的要求日益凸显，功能化离子液体在催化领域的应用和研究也得到 了广泛的发展。
功能化离子液体的组成和结构
功能化离子液体主要由两部分组成：离子和有机基团。其中，离子是功能化 离子液体的核心部分，主要包括铵离子、季铵离子、咪唑离子等。这些离子具有 独特的结构和性质，可以与有机基团进行灵活的组合，以获得具有特定功能的离 子液体。
功能化离子液体在锂二次离子电池中的应用
。
ｒＦ Ｉ Ｔ Ｓ 四种离 子液体 ，粘度较 大 ；以 １ Ｏ
（ 质量 分数 ）的
含量 加入 到 １ｍｏ／ ｉＦ ／ Ｃ Ｅ １：１ ｌ ＬＰ ６ Ｅ ＋Ｄ Ｃ（ Ｌ ）有机 电解 质
中国材料科技 与设备 （ 双月刊）
功能化离子液体在锂二次离子 电池 中的应用
２１年 ・ ４ ０２ 第 期
功 能 化 离 子 液 体 在 锂 二 次 离 子 电 池 中 的 应 用
林 立 立 ，杨 文 忠
（ 南京工业大学 理学院 ，江苏 南京 ２ ００ ） １ ０ ９
摘要 ：离子液体由于具有热稳 定性 好、电导率高、电化 学窗口宽、不挥发 、不燃烧等特 点，其作为新一代 功能化 电解 质材料在 不同电池体 系中的应 用成 为当前研 究的热 点。本文对功能化的 离子液体在 电池体 系中的最新研 究进展 作 了较为全
面 的 阐述 ，并 对 其 应 用前 景 进 行 了展 望 。
关键词 ：离子 液体 ；电解质 ；锂二次 电池 ；官能 团
中 图 分 类 号 ：ＴＭ９ ２ ９ １． 文 液体 （ Ｉ ）是 由特定 阳离子和阴离 子构成的在 ＲＴ Ｌ
室温 或 近 室 温 条件 下 呈 液 体 的 新 型 功 能 材 料 ，具 有 电 导 率 高 、蒸 汽 压低 、液 程 宽 、化 学 与 电化 学 稳 定 性 好 ，无 污 染 和易 回收等突 出的优点［ 。随 着离子 液体研 究 的逐步深 入 ，大量 新颖 的 室 温 离 子 液 体 正 在 不 断 的 出 现 ，这 也 是 离
功能化离子液体的合成及应用
ｆ ｎ ｔ ｎ ｌ ｅ ｇ ｏ ｐ ｏ ｔ ｃ ｍｍｏ ｉｎ ｃ ｌｑ ｉ ｓＴ Ｉ ｓ ａ ｅ ｃ ｏ ｌｓ ｅ ． ｅ ｃ ｉ ｎ ｕ ｃｉ ａｉ ｄ ｒｕ ｓ ｎｏ ｏ ｏ ｚ ｎ ｏ ｉ ｉ ｕ ｄ ， Ｓ Ｌ ｌ ａ ｃ ｍｐ ｉｈ ｄ Ａｓ ｒ ａ ｔｏ ｍｅ ｉ ａ ｄ ｃ ｔ ｌ ｓ ｄ ａ ｎ ａ ａｙ ｔ ｔ ｅ ｉｅ ｎ ａ ｉ ｎ ，ｃ ｔ ｎ ａ ｄ ｄ ａ ｕ ｃ ｉ ｎ ｌ ｙ ｈ ｓｚｓ ｉ ｎｏ ａ ｉ ｎ ｕ ｌ ｆ ｎ ｔ ａｉ ． ｏ ｏ ｔ Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｓＴ Ｉ ｓ ； ｒ ｐ ｒ ｔ ｎ；ｒ ｐ ｒｉｓ ； ｒ ａ ｉ ｓ ｎ ｈ ｓ ｓ ；ｐ ｌ ａｉ ｎ ｄ ： Ｓ Ｌ ｐ ｅ ａ ａ ｉ ｐ ｏ ｅ ｔｅ ｏ ｇ ｎ ｃ ｙ ｔ ｅ ｉ ａ ｐ ｉ ｔｏ ｏ ｃ ｉ ｎ ｉ ｒ ａ ｉ ｓ ｎ Ｓ Ｌ ａ ｅ ｐ ｌｃ ｔ ｓ ｎ ｏ ｇ ｎ ｃ ｙ － ｏ
离子液体是在室温或室温附近呈液体 ， 由 体中 Ｃ Ｏ 的分离 、 气体纯化 和 Ｃ ： Ｏ 的固定工作。 有机阳离子和无机阴离子或有机阴离子构成 的 Ｂ ｔ ａｅ ｓ等 合成 了 ｌ 一丁基 一 一 ３ ３ （一氨基丙基 ） 咪 ｆ （ ｓ ［ １ ｌ 离 子液体具有可调性 ， 根据不 同需要改变其 唑四氟硼酸盐 。 并将其用 于吸收 Ｃ 反应式见 Ｏ。 阴 阳离 子 结 构 可 以 达到 设 计 者 的 目的 。 离子 液 （ ２） ３１ 手 性 离 子 液 体 ．． ７ 体被称为“ 设计者的溶剂” 。 日 Ｓ ｚｏｇ Ｌ ｏ ｎ ａ ｈｎ ｕ 等以脯 氨酸为原 料合成 了 ２ 本 文综 述 了迄 今见诸报 道的 多种 功能化 不对称 的金属有 机催化剂 ， 并将其应 用于环 己 离子液体， 分类总结 了各种离子液体的合成及 ｆ 产率达 到 ９ ％。反应 ９ ， （） 酮的不对称加成 反应中 ， 性质，简要地介绍 了其在有机合成 中的应用。 式见（ ） ６ Ｏ １ 功能化离子液体的制备 Ｎ Ｏ？—５ｔｏ％ ｃ ｔ １ ｏ ｌ ａ ／ 、 阴 阳离 子中引入 一个或多个 官能 团或阴 附 ∞ ？— ｍｏ — ５ Ｐ ， Ｆ ￣Ｔ Ａ 阳离子本省具有特定的结构而具有某种特殊功 ＳＶ ｚｕａ等ｌ合成 了 １ 一二 氨基 丙基 ．．Ｄ ｙｂ ９ Ｊ ， ３ ＲＴ 能， 或在反应 中作为溶剂或催化剂 ， 即被称为功 咪唑溴盐 。反应式 见（ ） ｏ ｇＴ 等Ｉ对其 ３ 。Ｒ ｎ ａ ｎ 】 ０ １ ３２阴 离 子 功 能 化 能化离子液体【 。将卤化物 、 有机酸 卤化物 、卤 进一步研究， 将其应 用于多烯的立体催化 。 功 能 化 的 阴离 子 主要 有 Ｏ Ｈ一 、 ＦＳ Ｃ ￣Ｏ一 代醇 、卤化羧酸及其衍 生物和催化剂等功能团 ＦＣ ２— — ＯＣ ３ 、 Ｈ３Ｈ （Ｆ ） Ｈ Ｃ 一 ３ＯＳ Ｎ Ｓ ２Ｆ一 Ｃ Ｃ Ｂ ３Ｃ ２ Ｎ 尸 、 Ⅷ 、 ¨ — ｉ 一 一 键合到的阳阴离子上， 以合成不 同功 能化的 、 一 可 和 ｃ 一等。 如 Ｔ ｏ ａｇ 等报道 了功能化 Ｎ 例 ａｉ ＊ ｊ ｎ 离子液体 。 ㈦ 离 子液 体［ｍｉ Ｏ 胺 吸 收 Ｃ 的反应 中 ， Ｂ ｍ］Ｈ， Ｏ 作 在研 究 Ｂ ｃｍａ ｅｋ ｎ重排 反应的过程 中 “ Ｄ 为 催化 剂 和溶 剂 ，可 以较好 的吸收 。再 如 ， 等。 引 以烷基咪唑和卤代 羧酸反应， 经离子交换 在 ３１３ 酰 胺 功 能 化 ．－ Ｙ ｑａｇ Ｚ ａ ｇ ｎ ｎ ａ ｉ ｈｎ ｔ 等合成 了双氨基 磷酸盐离 子 合成了羧酸型离子液体［ａｌ ］Ｆ。 Ｂｃ Ｂ 将其负载于 ｍ ｘｕ Ｄ Ｑ等 合成 了酰胺功能化 的离子液 液体［Ｐ ４ ３一【 ｌ］ ａ４ ４ ］ Ｇｙ， 并用 于吸 收 Ｃ ２ Ｏ。 硅胶 的纳 米 孔 中 可作 为 高 效 脱 肟 的 催化 剂 。 体 ３ （ ，Ｎ 一二 乙基 氨 甲酰 基 甲基 ）一 一 甲 一Ｎ １ ４结 论 ２功能化离子液体 的性质 基咪唑四氟硼酸盐 。 杨文 龙等ｌ对其进行 近一 ｌ ２ Ｉ 功能 化离子 液体 在有机 合成 中得 到了广 功 能化离子液体 具有普 通离子液 体 的通 步研 究 ， 将其应用 在在缩醛 （ ） 酮 化反应 中， 获 泛应用 ， 展示 了诸多独特 的优点 。可 以预见 并 性 。例如 ： 液态温度范 围宽， 蒸气压极低， 溶解能 得 了 比传 统离 子液 体 １ 一正 己烷 一 一甲基 咪 随着研究 的不 断深入， ３ 功能化 离子液 体在有 力 强， 酸性可调 ， 对人和环境 低毒 ， 可循 环使用 唑 ， 率收率高。 产 机合成领域 中的应用 将会得到进一步扩大 。 等。 ３１ 羟 基 功 能 化 ．． ４ 参考文献 ３功能化离子液体在有机合成 中的应用 徐欣 明［１ 报道 了羟基 功 能化 离子 液体 ［】 ｏ ｇ ｉ Ｌ， Ｆ ｎ Ｓ ｉ ｈ Ｇ ｏ ａ ｄ １ ３ 等 １Ｄ ｎ ｍｅ ｉ ｅｇ ｈ， ｕ Ｓ ｕ ｎ ∞ 功能化离 子液体 在有机反 应 中作 为反应 氯化 ｌ （一羟 乙基 ）３ 一２ 一 一甲基 咪唑盐， 以作为 Ｙｏ ｑ ａ Ｄｅ ｇ ． Ｏｎ － ￣ ｓ ｎ ｈ ｓｓ ｏ ｓｌ ａ 可 ｕｕ ｎ ｎ ｅｐ ｙ ｔ ｅ ｉ ｆ ｉ ｃ ｉ 介质或催化剂， 可以改变反应机理 ， 使催 化剂的 芳 香醛 和活泼 亚 甲基化 合物进 行 的 Ｋ ｏｖ— ｇ ｌ ・ ｌ ｄ ｆ ｎ ｔｏ ａ ｉｎ ｃ ｌ ｉ ｓｅ ｅ ｔ ｅ ｎｅｅ ｅ ￣ ｍ， ｕ ｃｉ ｎ ｌ ｏ ｉ ｉ ｄ ： ｃ ｉ ｄ ｑｕ ｖ ㈦ 活性 、 稳定性更好 、 选择性 、 转化率更高 。 ａａ ｙ ｔ ｆｒ ｅ ｘ ｍａ ｉ ｕ ｄ ｒ ｏ ｌ ｃ ｎ ｉ ｏ — ｉ ｎｇｌ缩 合反应的催化剂，以 ８ ａｅ ２％ ～９ ７％的 ｃ ｔｌ ｓｓ ｏ ｄ ｏ ｉ ｔ ｎ ｎ ｅ ｍｉｄ ｏ ｄ ｔ ｎ ３１阳离子的功能化 ． 产率生成相应 的 Ｅ式 烯烃 。 ｓ ｅ ａｅｒｎ Ｌ ｔｒ ４ （０ ４ ６ － ６ Ｔ ｔ ｈ ｄｏ ｅ ｅｓ ５ ２ ０ ）２ ５ ２ ８ ｒ ｔ ３１１ ．．磺酸基功能化 ３１ ．． ５酯基 功能化 ［】 Ｆｅｍ ｔ ， Ｍ． Ｃ ｅ ２ ｒｅ ａ ｌ ｎ ｅ ｈｍ． Ｅ ｇ Ｎ ｗ １９ ， ｎ ． ｅ ｓ ９ ８ 顾 彦龙 等１ 成功 能化酸性 离子 液体 １ ６ １ 合 一 朱立业 ｌ等合成 了酯基 功能化离 子液体 ７６． ３２． ｌ 甲基 一 一 ４ ３ （ 一磺酸基 丁基 ） 唑三氟 甲基磺 酸 １ 咪 一乙酸乙酯基 一 一甲基眯唑 四氟硼 酸盐，并 【］ Ｓｎ － Ｌ ｅ Ｆ ｎｔ ｎ ｉ ｄ ｉ ｄｚｌ ｍ ３ ３ ａｇ ￣ ｅ ． ｕ ｅ ｏａｚ ｍｉａｏｉ ｉ ｌ ｅ ｕ 盐， 将其作 为催化剂， 于烯烃 的低 聚反应 ， 用 转 采用核 磁共振 、 ｌ ｆ ａ ｓ ｒ ｔ ｓ — ｐ ｃｆ ｏ ｉ ｉ ｕ ｄｓ ｎ ｈ ｉ ｉ 红外光谱 、 素分析 对其进 行 ｓ ｔ ｏ ａ ｋ ｓ ｅ ｉ ｃ ｉ ｎ ｃ ｌｑ ｉ ａ ｄ ｔ ｅ ｒ 元 化 率 达 到 ６ ％一 ９ 。 ８ ９％ ｐｉ ｔ ｓ ｃ ｏ Ｃｈ ｍ． ｅ Ｃｏ ｍｍｕ ． ｎ， ２０， ０ ６ 了结构表征 ， 对功能化离 子液体 的基本物 化性 Ａｐ ｌ ａｉ ｎ ． ０ —１ ６ Ｉ ０ ９． ＸａｆｉＬｕ等１ 成 了双 咪唑双磺酸基溴 质 、 温性 、 湿性 、 解性 、 ｉｏ ｉ ７ ｅ １ 合 黏 吸 溶 熔点及 热稳定 性 １ ４９ ０ ３ １ ４ 盐 ， 其应用于贝克曼重排反应 中， 并将 反应产率 等进行了研究 。反应式见 （ ） ４。 【 刘 宝友 。， ４ ］ 。 韩菊 ， 福祥 ， 建芳 １功 能 魏 董 ． ． 较高 。反应式见（ ） １ 化 离子液体及其在 有机合 成 中的应 用［】 Ｊ． 河北 ０
功能化离子液体的研究应用进展
０ 引 言
墨
蚩Leabharlann １ 功能化离子液体在药物合成 中的应用
２ 功能化离子液体在分离领域 中的应用
２ ０ ０ ６ 年． Ｓ ｈ ａ ａ ｂ ａ ｎ ｉ ［ 等报 道 了离 子液体 ［ Ｂ ｍ ｉ ｍ ］ Ｂ ｒ 催 化 乙醛 、 氰 化 与传统有机 溶剂相 比． 功能化离子液体具 有温度 区间大 、 溶解 范 物和 ２ 一 氨基 一 ５ 一 甲基 嘧啶在 室温条 件下 一锅法 合成 了 ３ 一 氨基 咪唑 围广 、 良好 的化学和热稳定性 等优点 ， 其在分 离中草药 中有效成分有 ｛ １ ， ２ 一 ｝ 嘧啶 ， 与传统方法相 比， 该方法缩短了反应的时间， 极 大的简化 愚Ｈ 着广泛的应用 了反应历程 ． 催 化剂可循环使用 ４ 次， 产率为 ７ ０ ％ 一 ９ ９ ％。（ 如图 １ ） ２ ０ ０ ７年 ． 杜 甫佑 嘲等利用 眯唑盐离子液体 为溶剂 ． 采用 微波辅助 ９ ＋一 一 Ｎ Ｈ ２ ｆ Ｂｍ ｉ ｍｌ Ｂ ｒ 的方法对石蒜 中的石蒜碱 、力克拉敏 和加兰他 敏生物碱进行了分离 ． Ｊ Ｌ ＂ Ｈ Ｒ３ －Ｎ－ － ＿ ｃ ＲＩ ／ ｒ ， ｔ， ３ｈ 并将这种方法与传统有机溶剂和传统萃取技术 进行 了对 比研究 。 结果 表明 ． 以１ ． Ｏ ｍｏ １ ／ Ｌ氯化 １ 一 丁基一 ３ 一 甲基 咪唑盐离子液 体（ ［ Ｂ ｍｉ ｍ ｌ Ｃ １ ） 溶 液为溶剂 ， 液 固比（ ｍ Ｌ ： ｇ ） １ ５ ： １ ， ８ ０ ％ 微波辅 助萃 取 ｌ Ｏ ｍ ｉ ｎ ， 石蒜 碱 、 力克 图１ 拉敏和加兰他敏生物碱 的萃取率 分别为 ２ ． ７ ３ ０ 、 ０ ． ８ ５ ７和 ０ ． １ ７ ９ ａ ｒ ｇ ／ ｇ 。与 该方法快速 高效 、 环境友好 。 噻唑的衍生物是一 些抗炎药 、抗 癌剂和抗高血 压药剂的有效成 传统的萃取方法相比 ． ２ ０ ０ ８ 年． 夏 禹杰ｐ ３ １ 等报 道了 以等人 利用溴 化一 １ 一 乙基一 ３ 一 甲基 咪 分。 ２ ０ ０ ６ 年， Ｌ ｅ ｔ ・ ８ １ 等报道 了离子液体［ Ｂ ｍ ｉ ｍ ｌ ［ Ｂ ｒ ３ ｌ 催 化下一锅法合成 了噻 超声 强化从黄 花蒿中提取青蒿 素 ． 在３ ０ ｍ ｉ ｎ内提取 率达 唑 的衍 生物 ２ 位取代 的苯并噻唑 ，该方法 缩短 了反应 的时间 ，产率 唑离子液体 ． 到了 ９ ７ ％． 与传统石油醚超 声提取相 比 ． 提取率为 ８ ０ ％一 ９ ０ ％， 提 取率 ６ ０ — ８ １ ％。 （ 如图２ ） 得 到很大提高 ． 同时 大大缩短 了提取 时间 ． 其所在课题 组筛选 出了对 青 蒿素溶解度很 高的非挥发性的室温离子液体 ． 解决 了青蒿素提取 中 ｌ Ｂ ｍ ｉ ｍ ］ ［ Ｂ ｒ ３ ］ … ， ＋ ＲＲ ＮＨ 一 使用 易燃 、 易爆 、 强挥发性溶 剂存在 的问题 。利用离子液 体特殊 的性 ｒ ． ｔ ． １ Ｏ ｈ 质 ．可以针对所要提取 的物质去设计对其 选择性高 的功能化离子液 体． 用提取特异性更高 的离子液体提取青蒿素依 然是分离领域 的一个 产率６ ８ １ ％ 研究重点 。 图２ ２ ０ １ ０年 ． 张之达 等报道 了以离子液体 ｌ 一 丁基一 ３ 一甲基咪唑双三 喹唑啉酮类衍 生物是一类具有 良好生物活性 的含氮 杂环 化合物 ． 氟 甲基磺 酰亚胺镝盐 （ 『 Ｂ ｉ ｎ ｉ Ｉ ｎ ］ Ｔ ｆ ２ Ｎ ） （ 图６ ） 为萃 取剂 ， 采用微波辅 助萃 因其结构可变及高 效的生物活性 ， 其在抗菌 、 抗肿 瘤 、 抗癌 、 抗Ｈ Ｉ Ｖ — ｌ 取法对川 Ｉ 芎 中的洋川芎 内酯 Ｉ 和 Ｈ及藁本内酯的萃 取进行了研究 ． 活
功能化离子液体在二氧化碳捕集、活化及化学转化中的应用共3篇
功能化离子液体在二氧化碳捕集、活化及化学转化中的应用共3篇功能化离子液体在二氧化碳捕集、活化及化学转化中的应用1功能化离子液体在二氧化碳捕集、活化及化学转化中的应用近年来，随着全球二氧化碳排放和气候变化问题的日益引起关注，人们对于二氧化碳的捕集、活化和化学转化的研究也越来越重要。
功能化离子液体是一类新型的绿色溶剂，在二氧化碳捕集、活化及化学转化中有着广泛的应用前景。
一、功能化离子液体的概念及特点离子液体是指在常温常压下，不含水的稳定离子化合物，通常是由大的有机阳离子或阴离子与小的无机或有机阴离子或阳离子相互配对形成的。
而功能化离子液体则是指加入了功能化基团的离子液体，因此其具有更加明显的物化性质和更广泛的应用领域。
以二氧化碳的捕集为例，功能化离子液体具有以下特点：1) 较高的二氧化碳溶解度：与传统有机溶剂相比，功能化离子液体具有更高的二氧化碳溶解度，从而提高二氧化碳的吸收效率和溶解速率；2) 可控的气相/液相反应：由于离子液体具有内禀的分子结构和高的热动力学稳定性，这使得它可以作为反应介质，在地球表面压力下促进二氧化碳与其他化合物的反应，进而实现二氧化碳转化；3) 与功能化基团的结构紧密相关：不同的功能化基团会影响离子液体的性质和功能，因此在选择功能化离子液体时需要根据实际需要进行合理的设计和选择。
二、功能化离子液体在二氧化碳捕集中的应用在二氧化碳捕集方面，功能化离子液体具有更高的二氧化碳吸收率和溶解度，这对于CO2捕集和封存技术有着重要的作用。
例如，目前的二氧化碳捕集技术中使用的胺类溶剂虽然能够有效地将二氧化碳吸附到液体中，但其存在氨气的气味和水分蒸发等问题，而离子液体则可以避免这些问题的出现。
此外，功能化离子液体还可以通过嵌段化学结构、表面结构调整等方式，进一步提高二氧化碳的吸收效率和选择性。
三、功能化离子液体在二氧化碳化学转化中的应用除了作为捕集剂以外，功能化离子液体还能够促进二氧化碳的化学转化，例如将二氧化碳转化为燃料或高附加值化学品，或者将二氧化碳与其他化合物反应得到新型化合物。
功能化离子液体的合成工艺优化与表征
（ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｐ ｅ ｒ ｆ ｕ ｍｅ ａ ｎ ｄ Ａｒ ｏ ｍａ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ， Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ， Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ ２ ０ １ ４ １ ８ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
中图分 类号 ： Ｏ６ ２ １ ． ２ ５ 文献 标志码 ： Ａ
文章编 号 ： ０ ３ ６ ７ － ６ ３ ５ ８ （ ２ ０ １ ３ ） ０ １ － ０ ０ ４ ６ — ０ ６
Ｏｐ ｔ ｉ ｍｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ Ｓ ｙ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｓ ａ ｎ ｄ Ｃｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ Ｆｕ ｎ ｃ ｔ ｉ ０ ｎ ａ ｌ ｉ ｚ ｅ ｄ Ｉ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｌｉ ｑ ｕ ｉ ｄ ｓ
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：ｆ ｕ ｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｉ ｚ ｅ ｄ ｉ ｏ ｎ ｉ ｃ ｌ ｉ ｑ ｕ ｉ ｄ；ｓ ｙ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｓ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ；ｏ ｐ ｔ ｉ ｍｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ；ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ
功 能化离 子 液体 作 为 理 想 的绿 色 高 效催 化 剂 ，
已在一 系列反 应 过程 中显 示 出 高催 化 活 性 、 高选 择 性 和提 高反应 速度 等优 越性［ １ ］ 。离 子液体 的使 用使 得 产物 易于 分 离 ， 催 化剂可循环利用 ， 污 染 大 大 减 少， 真正 实现 “ 绿 色 催 化” ［ ２ ］ 。近年 来 ， 功 能 化 离子
酸功能化离子液体催化果糖脱水制备5-羟甲基糠醛
前言在19到20世纪，以化石资源为物质基础，人类的化学工业文明取得了辉煌成就。
然而化石资源是储量有限的不可再生资源，不可避免地走向衰竭。
此外，化石资源的滥用也给我们赖以生存的环境带来了巨大压力：水污染、空气污染、全球变暖等无一不在提醒我们寻找新型可再生的清洁资源。
在环保意识和绿色化学的概念逐渐深入人心的今天，以生物质资源为原料制备重要化学品或急需燃料已得到世界各国的普遍重视。
糖类是最受关注的生物质资源的一种，其中由果糖脱水合成5-羟甲基糠醛（HMF）及其衍生物也成为当前的研究热点。
5-羟甲基糠醛（HMF）具有芳醇、芳醛的结构，并且拥有吠喃环体系，具有高反应活性和聚合能力，对于人体具有细胞低毒性和低诱变性，其衍生物被广泛的用作杀真菌剂、腐蚀抑制剂、香料；同时还是作为合成药物、耐热聚合物以及络合的大环化合物的先导化合物。
HMF的衍生物可以代替由石油加工得到的苯系化合物作为合成高分子材料的原料，例如2, 5-呋喃二酸可以替代对苯二酸合成聚醋、2, 5-呋喃二醛、2, 5-呋喃二醇可以替代相应的苯系化合物合成可降解的生物高分子材料。
可见，HMF是跨在碳水化合物化学和石油化学之间的一种新型平台化合物，有希望成为利用生物质资源替代化石资源合成化学品路线的突破点，其应用前景十分广阔。
对于该反应的研究主要集中在对催化剂的研究上。
早期，科研人员采用含氧的无机酸例如硫酸、磷酸作为果糖脱水反应的催化剂，但存在设备腐蚀和污染环境的问题。
后来，人们开始尝试有机酸类催化剂如草酸以及一些盐类化合物。
最近几年研究比较多的催化剂是具有Brφnsted和Lewis两种酸型新型酸功能化离子液体。
这种催化剂无论是反应的选择性还是催化剂的回收利用方面都较其它的催化剂效果好。
本课题研究的主要内容包括以下三点：1. 考察在常规酸催化作用下溶剂效应、催化剂种类、催化剂用量、果糖浓度反应时间和反应温度等各种因素对合成反应产率的影响。
2. 合成出功能化离子液体，并采用红外、核磁确认其结构、采用乙腈和吡啶探针红外谱图表征其酸性特征。
功能化离子液体的分类
功能化离子液体：分类与特性离子液体，作为一种新型的绿色溶剂，由于其独特的物理化学性质，被广泛应用于化学反应、电化学、分离过程等领域。
功能化离子液体是离子液体经过特殊设计，使其具有特定的化学或物理功能。
以下是功能化离子液体的主要分类：1. 疏水性离子液体（Hydrophobic Ionic Liquids）：疏水性离子液体是指那些碳氢链较长，与水互不相溶的离子液体。
这类离子液体在水处理、石油工业、电化学等领域有广泛应用。
2. 亲水性离子液体（Hydrophilic Ionic Liquids）：与疏水性离子液体相反，亲水性离子液体能很好地与水相溶。
这类离子液体在生物医学工程、生物传感器、电化学等领域有广泛应用。
3. 两性离子液体（zwitterionic Ionic Liquids）：两性离子液体同时具有正电荷和负电荷基团，因此具有很好的水溶性和稳定性。
这类离子液体在电化学、生物医学工程等领域有广泛应用。
4. 功能性阴离子液体（Functionalized Anionic Ionic Liquids）：这类离子液体主要通过修饰阴离子来获得特定功能。
例如，通过引入磷酸根、磺酸根等基团，可以改善离子液体的电导性和酸碱性。
5. 功能性阳离子液体（Functionalized Cationic Ionic Liquids）：通过修饰阳离子来赋予离子液体特定功能。
例如，通过引入吡啶、咪唑等基团，可以改善离子液体的配位能力和反应活性。
6. 功能性双极离子液体（Functionalized Dipolar Ionic Liquids）：这类离子液体同时含有阳离子和阴离子，并且具有较高的极性。
功能性双极离子液体在电化学、分子识别等领域有广泛应用。
7. 季铵盐型离子液体（Quaternary Ammonium-Based Ionic Liquids）：季铵盐型离子液体是由季铵盐阳离子和有机或无机阴离子构成的离子液体。
有机膦离子液体的结构及性质研究
≈ IL-5 > IL-4. Under the same extraction conditions, the relationship between functionalized
asymmetry, bidentate cationic bifunctional symmetry, bidentate cationic monofunctional
asymmetry and bidentate dicationic bifunctional symmetry), and was characterized by FT-IR,
取条件下，功能化离子液体结构与萃取能力关系为：双齿双阳离子双功能化对称
性离子液体 > 双齿阳离子双功能化对称性离子液体 > 单齿阳离子单功能化不
对称性离子液体 ≈ 双齿阳离子双功能化不对称性离子液体。
关键词：功能化离子液体，
黏度，
电导率，
I
稀土，
萃取
Structure of Phosphine-functionailzed Ionic Liquids and
现添加盐析剂可以促进离子液体萃取稀土 Nd(Ⅲ)；同时通过 logD-log[IL]斜率法
表明，添加 LiNTf 2 时后，萃取机理由中性络合机理转变成了离子缔合机理。当阴
离子为 NTf 2 - 时，不同阳离子结构的有机膦功能化离子液体萃取 0.005 M LiNTf 2
的 Nd(Ⅲ)溶液的萃取能力大小为：IL-8 > IL-3 > IL-2 ≈ IL-5 > IL-4。在相同萃
阳离子 羟基 功能化离子液体
阳离子羟基功能化离子液体是一种无色透明液体，其空气稳定，具有较高的热稳定性。
该液体黏度大小和变化规律与传统的离子液体相近似，随着温度增加而减少，并且阴离子对黏度的影响遵循Tf2N＜PF6＜BF4的规律。
在相同的温度下，其黏度略高于具有相同碳链长度侧链取代基的阳离子和阴离子组成的传统离子液体，如C2OHmim][BF4的黏度为70.9cP，C2mim][BF4的黏度为43cP。
在25℃下，[C2OHmim][BF4]和[C2OHmim][PF6]的密度分别为1.33g/ml和1.48g/ml，均高于传统离子液体，其玻璃转化温度与传统离子液体相当。
阳离子羟基功能化离子液体对许多无机盐和有机物有特殊溶解性，已从绿色化学与催化领域迅速扩展到功能材料、光热与光电材料和生命科学等领域，并极大地影响着这些领域的发展。
烯丙基类功能化离子液体有哪些
烯丙基类离子液体有哪些？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。
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。
根据阳离子分类，常规离子液体包含六大类：咪唑类、吡啶类、季铵类、季鏻类、吡咯烷类和哌啶类。
功能化离子液体包含十大类：羟基、羧基、醚基、酯基、氨基、磺酸基、烯基、苄基、腈基、胍类。
烯丙基类离子液体有哪些？1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐AMIMCl65039-10-31-Allyl-3-methylimidazolium chloride1-烯丙基-3-甲基咪唑溴盐AMIMBr31410-07-81-Allyl-3-methylimidazolium bromide1-烯丙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐AMIMBF4851606-63-81-Allyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate1-烯丙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐AMIMPF6861908-19-21-Allyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate1-烯丙基-3-甲基咪唑硝酸盐AMIMNO31-Allyl-3-methylimidazolium nitrate1-烯丙基-3-甲基咪唑二腈胺盐AMIDCA1-Allyl-3-methylimidazolium dicyanamide1-烯丙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐AMIMNTF2655249-87-91-Allyl-3-methylimidazolium bis((trifluoromethyl)sulfonyl)imide1-烯丙基-3-甲基咪唑高氯酸盐AMIMClO41-Allyl-3-methylimidazolium perchlorate1-烯丙基-3-甲基咪唑对甲苯磺酸盐AMITS1-Allyl-3-methylimidazolium tosylate1-烯丙基-3-乙基咪唑氯盐AEIMCl1-Allyl-3-ethylimidazolium chloride1-烯丙基-3-乙基咪唑溴盐AEIMBr1-Allyl-3-ethylimidazolium bromide1-烯丙基-3-乙基咪唑四氟硼酸盐AEIMBF41-Allyl-3-ethylimidazolium tetrafluoroborate1-烯丙基-3-乙基咪唑六氟磷酸盐AEIMPF61-Allyl-3-ethylimidazolium hexafluorophosphate1-烯丙基-3-乙基咪唑硝酸盐AEIMNO31-Allyl-3-ethylimidazolium nitrate1-烯丙基-3-乙基咪唑二腈胺盐AEIDCA1-Allyl-3-ethylimidazolium dicyanamide1-烯丙基-3-乙基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐AEIMNTF21-Allyl-3-ethylimidazolium bis((trifluoromethyl)sulfonyl)imide 1-烯丙基-3-丁基咪唑氯盐ABIMCl1-Allyl-3-butylimidazolium chloride1-烯丙基-3-丁基咪唑溴盐ABIMBr1-Allyl-3-butylimidazolium bromide1-烯丙基-3-丁基咪唑四氟硼酸盐ABIMBF41-Allyl-3-butylimidazolium tetrafluoroborate1-烯丙基-3-丁基咪唑六氟磷酸盐ABIMPF61-Allyl-3-butylimidazolium hexafluorophosphate1-烯丙基-3-丁基咪唑硝酸盐ABIMNO31-Allyl-3-butylimidazolium nitrate1-烯丙基-3-丁基咪唑二腈胺盐ABIDCA1-Allyl-3-butylimidazolium dicyanamide1-烯丙基-3-丁基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐ABIMNTF21-Allyl-3-butylimidazolium bis((trifluorompropyl)sulfonyl)imide 1-烯丙基-3-己基咪唑氯盐AHIMCl1-Allyl-3-hexylimidazolium chloride1-烯丙基-3-己基咪唑溴盐AHIMBr1-Allyl-3-hexylimidazolium bromide1-烯丙基-3-己基咪唑四氟硼酸盐AHIMBF41-Allyl-3-hexylimidazolium tetrafluoroborate1-烯丙基-3-己基咪唑六氟磷酸盐AHIMPF61-Allyl-3-hexylimidazolium hexafluorophosphate1-烯丙基-3-己基咪唑硝酸盐AHIMNO31-Allyl-3-hexylimidazolium nitrate1-烯丙基-3-己基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐AHIMNTF21-Allyl-3-hexylimidazolium bis((trifluorompropyl)sulfonyl)imide 1-烯丙基-3-辛基咪唑氯盐AOIMCl1-Allyl-3-octylimidazolium chloride1-烯丙基-3-辛基咪唑溴盐AOIMBr1-Allyl-3-octylimidazolium bromide1-烯丙基-3-辛基咪唑四氟硼酸盐AOIMBF41-Allyl-3-octylimidazolium tetrafluoroborate1-烯丙基-3-辛基咪唑六氟磷酸盐AOIMPF61-Allyl-3-octylimidazolium hexafluorophosphate1-烯丙基-3-辛基咪唑硝酸盐AOIMNO31-Allyl-3-octylimidazolium nitrate1-烯丙基-3-辛基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐AOIMNTF21-Allyl-3-octylimidazolium bis((trifluorompropyl)sulfonyl)imide。
功能性离子液体催化正己烷异构化的反应行为【文献综述】
文献综述化学工程与工艺功能性离子液体催化正己烷异构化的反应行为1前言炼油厂和石油化工厂副产大量的的烷烃。
目前烷烃的利用率还很低，因此大量过剩、低价值的烷烃的化工利用已经成为石化企业急需解决的问题之一。
在诸多烷烃利用方案中，正己烷的异构反应及其工艺过程越来越受到重视。
高效、稳定的催化剂在正己烷异构化反应过程中起到了关键的作用。
因此，催化剂的开发和优化一直是异正己烷异构化反应研究的核心内容。
近年来，功能化离子液体已经成为研究中的热点。
当离子液体的阳离子引入一种烷基磺酸基团时，离子液体就成为酸性离子液体。
酸性离子液体同时拥有液体酸的高密度反应活性和固体酸的不挥发性，加之其结构和酸性的可调变性，具有取代传统工业酸催化材料的潜力。
而近年来，绿色化学与环境友好化学逐渐成为人们关心的热点，它要求从源头上防止和控制污染的产生。
绿色化学的核心问题是研究新反应体系，寻找新的化学原料，探索新反应条件等。
室温离子液体作为一种相对环境友好的溶剂和催化剂在化学反应中发挥了独特的作用。
本论文的目的在于以吡啶、对甲苯磺酸、浓硫酸、环己烷、甲醇、乙醚等原料合成几种SO3H—型功能化离子液体。
然后用此类离子液体催化正己烷异构化反应，观察其反应效果，为将来进一步研究作准备。
2主题2.1常规催化剂2.1 烷烃异构化反应的传统催化剂2.1.1 复合离子液体催化剂 在有氮气保护的情况下,将盐酸三乙基铵溶于正庚烷中,并加入无水三氯化铝,使之均匀混合后，生成常规的氯铝酸离子液体,在合成的过程同时中加入一定量的铜盐,从而制备出具有铝和铜双重阴离子配位中心的复合型离子液体。
与经过改性的氯铝酸离子液体相同, 复合离子液体的阳离子组成主要是以Et3NH +的形式存在, 同时两者的催化烷基化的选择性也比较相似,这也恰好证明了复合型离子液体催化剂的主要活性中心不在于阳离子, 而是在于阴离子。
对于阴离子而言,复合离子液体相比于常规氯铝酸离子液体要复杂得多,其与改性的氯铝酸离子液体类似,但阴离子的含量不同。
阴离子功能化离子液体的合成及性质研究
阴离子功能化离子液体的合成及性质研究离子液体是近年来发展起来的一种新型液体，它具有很强的物理化学性质和广泛的应用价值。
其中，阴离子功能化离子液体则是一种新型离子液体，其在分离、催化、识别等领域有着广泛的应用。
如何合成合适的阴离子功能化离子液体，并探究其性质，一直是离子液体领域研究的重要方向。
一、阴离子功能化离子液体的合成方法阴离子功能化离子液体的合成需要考虑到阴离子的性质和反应特点，常见的方法包括烷基化、酰胺基化、磺酸化、磷酸化等。
其中，烷基化法是比较常用的方法，可以通过共价键或离子键反应实现。
以烷基化为例，若以草酸柠檬酸作为原料，通过催化剂反应可以得到阴离子功能化离子液体，其中的羧基可以起到催化剂的作用，同时阴离子功能化后具有较好的生物相容性。
值得注意的是，反应条件对于阴离子功能化离子液体的性质有较大影响，例如反应温度、反应时间、催化剂种类等。
二、阴离子功能化离子液体的性质研究阴离子功能化离子液体作为新型离子液体，其性质研究具有重要意义。
通过对其物理化学性质、生物活性等方面的研究，可以有效地推动离子液体领域的发展和应用。
1.物理化学性质阴离子功能化离子液体常常具有良好的热稳定性、化学稳定性等优良性质。
利用这些性质，科研人员可以将其应用于气体吸附、分离、催化等领域。
例如，利用阴离子功能化离子液体的表面性质，可以将其包覆在纳米材料表面，从而提高其分散性和稳定性。
2.生物活性阴离子功能化离子液体具有的生物相容性较强，可以作为新型的药物递送系统。
在药物递送领域，研究者可以将药物包覆在阴离子功能化离子液体中，实现药物的定向输送和释放，从而提高药物的疗效和生物利用度。
3.环境友好性由于阴离子功能化离子液体具有较强的稳定性和可再生性，因此被认为是一类环境友好的物质。
在化学反应和废水处理等领域，阴离子功能化离子液体可以起到较好的协同作用，使得反应效率更高，同时降低了废水中化学污染物的含量。
三、结论阴离子功能化离子液体是近年来发展壮大的一种新型离子液体，其在分离、催化、识别等领域有着广泛的应用潜力。
功能化离子液体
功能化离子液体功能性离子液体是一种具有特殊功能和高度可控性的液体。
它由离子组成，通常由一个阳离子和一个阴离子组成。
这些离子之间的相互作用力较弱，因此离子液体具有低熔点、高电导率以及广泛的溶解能力等特点。
在功能性离子液体中，通过改变离子的组成和结构，可以调控其化学性质和物理性质，使其在各个领域具有多种应用。
功能性离子液体在化学领域具有广泛的应用。
由于其良好的溶解能力和反应性，可以作为催化剂和溶剂来进行有机合成反应。
同时，功能性离子液体还可以作为催化剂的载体，提高催化剂的稳定性和重复使用性。
与传统的溶剂相比，功能性离子液体对环境的污染更小，因此在绿色化学中得到广泛应用。
此外，功能性离子液体在能源领域也有重要的应用。
由于其高电导率和低蒸汽压，可以用作电解质来制备高效的锂离子电池和超级电容器。
与传统电解质相比，功能性离子液体具有更宽的电化学窗口，可以扩大电池的工作电压范围，提高电池的能量密度和功率密度。
功能性离子液体还在材料科学中发挥重要作用。
借助其良好的溶解性能和可控的物理化学性质，可以制备功能性薄膜、纳米颗粒和纳米复合材料等。
在光电器件中，功能性离子液体也被用作电子传输层、电解质和杂化太阳能电池等关键组成部分。
此外，功能性离子液体还可以用于涂层、液晶显示器、生物医学材料和光催化等领域。
近年来，随着功能性离子液体的研究和应用的不断深入，各种新型的功能性离子液体也不断涌现。
例如，通过在离子液体中引入功能性基团，可以进一步拓展其应用领域。
同时，利用超分子化学的原理，可以构筑自组装的功能性离子液体，从而增加其稳定性和选择性。
尽管功能性离子液体在多个领域具有广泛的应用，但其合成和制备仍然面临一些挑战。
例如，一些功能性离子液体的制备成本较高，离子液体的稳定性和可重复性也需要进一步提高。
此外，功能性离子液体的环境和毒性影响仍然需要深入研究。
总之，功能性离子液体作为一种具有特殊功能和高度可控性的液体，在化学、能源和材料等领域具有广泛的应用前景。
巯基功能化离子液体的合成
巯基功能化离子液体的合成实验方案1实验原理2 实验部分2.1 仪器与试剂2.1.1主要试剂药品名称 分子式 分子量 沸点 /℃相对密度/(g.cm 3)3-氯丙胺盐酸盐 C 3H 8ClN·HCl 130.02 - - N-甲基咪唑 C 4H 6N 2 82.10 198 1.036 乙酸乙酯 C 4H 8O 2 88.11 77.06 0.894--0.898 甲苯 C 7H 8 92.14 110.6 0.8669 巯基乙酸 C 2H 4O 2S 92.12 123 1.33 甲苯-4-磺酸C 7H 8O 3S172.20--N NCH3ClNH 2N NCH 3NH 2++Cl+SH-CH 2-COOH-1.1N NCH 3NH C O CH 2SH+Cl+SH-CH 2-CH 2-CH 2-SO 3Na-1.2N N CH 3NH C O CH 2SH+SH-CH 2-CH 2-CH 2-SO 3-1.3饱和碳酸氢钠溶液NaHCO384.01 --二氯甲烷CH2Cl284.93 39.8 1.3263-巯基丙烷磺酸钠C3H7O3S2Na 178.7 --硝酸银AgNO3蒸馏水H2O石蜡油2.1.2 主要仪器设备旋转蒸发仪、电子天平、磁力搅拌器、自动控温仪、氮气袋、三颈烧瓶、圆底烧瓶、分液漏斗、球形冷凝管、烧杯、胶头滴管、量筒、玻璃棒、试管、导管等2.2 实验方法2.2.1 实验步骤(1)中间体（1.1）的合成将78.01g 3-氯丙胺盐酸盐溶于100mL乙酸乙酯中。
将干燥的三颈烧瓶用N2排空1min 后，加入N-甲基咪唑40mL，缓慢滴加3-氯丙胺溶液，磁力搅拌，N2保护，加热回流升温至70℃。
搅拌12小时待反应完全后，将反应液转移至烧杯中，用乙酸乙酯洗涤3次，除去未反应的原料，最后将剩余溶液移至圆底烧瓶中，用旋转蒸发仪除溶剂。
得到一种含羟基官能团的离子液体（1.1）。
通氮气石蜡油(2) 离子液体（1.2）的合成取17.566g (0.1mol)中间体（1.1）与11.06g巯基乙酸(0.12mol)混合，加入25 ml甲苯。
功能化离子液体在酯化反应中的应用进展
功能化离子液体在酯化反应中的应用进展尤志翔;李聪豪;郭红云【摘要】近年来,功能化离子液体(TSILs)的研究发展迅速.酯化反应作为一类重要的有机合成反应,一直是有机化学领域的研究热点之一.本文综述了TSILs(单核和双核TSILs、多金属氧酸盐TSILs、大分子聚合TSILs及深共晶溶剂)的特点、合成及其在酯化反应中的应用和催化机理.对比了TSILs与传统催化剂对酯化反应的催化效果.最后,对TSILs的发展进行了总结与展望.【期刊名称】《合成化学》【年(卷),期】2019(027)002【总页数】7页(P154-160)【关键词】功能化离子液体;合成;酯化反应;催化性能;展望;综述【作者】尤志翔;李聪豪;郭红云【作者单位】浙江工业大学化学工程学院催化反应工程研究所,浙江杭州 310014;浙江工业大学化学工程学院催化反应工程研究所,浙江杭州 310014;浙江工业大学化学工程学院催化反应工程研究所,浙江杭州 310014【正文语种】中文【中图分类】O623.624;O626酯化反应是一类重要的有机反应，在化妆品、医药、印染和食品加工等领域应用广泛。
对于酯化反应，传统的酸催化剂如浓硫酸、对甲苯磺酸、硝酸等，虽然具有原料易得、价格低廉、催化效率高等优点，但其强腐蚀性、副产物多、产生大量废水、催化剂不易回收等诸多缺点也不容忽视。
为了解决以上问题，研究人员开发了沸石分子筛、固体超强酸、固体杂多酸、强酸性阳离子交换树脂和稀土类化合物等一系列新型酯化反应催化剂[1]。
这些催化剂虽然克服了强腐蚀性、环境污染的问题，但往往又存在制备过程复杂、生产成本高、催化效果不稳定且不易回收重复使用等弊端。
因此，继续寻找绿色环保、高效稳定的酯化反应催化剂迫在眉睫。
离子液体作为近年来发展迅速的一种“绿色溶剂”，被大量应用在有机合成领域。
较常规有机溶剂，离子液体具有一系列独特的理化性质：如熔点低、不挥发、液程范围宽、热稳定性好、溶解能力强、性质可调和可重复使用等,其中性质可调是离子液体最突出的特点，研究人员利用这一特性，通过调控阴阳离子的结构，将特定结构或官能团单独或同时引入阴阳离子，实现离子液体的功能化和多样性。
离子液体在稀土萃取分离中的应用
Eu (NO 3 ) 3∙3 [ A336 ] P204 org
(8)
P204 基功能化离子液体中阳离子还影响萃取
剂 对 稀 土 元 素 的 分 离 系 数 。 Sun 等[59] 合 成 了
[N4444]P204、[N1888]P204 以及[P66614]P204 萃取剂，并分
别以[C6mim]NTf2 和对二异丙苯为稀释剂考察了从
+
[N4444] + > [N6666] + > [N8888] + ，但分离系数次序为[N2222] + <
[N4444] < [N8888] < [N6666] ，与非功能化离子液体为稀释
+
+
+
剂时的顺序相反，说明稀释剂影响 P204 基功能化离
子液体对稀土元素的分离系数。不仅如此，P204 基
图3
Fig.3
[C6mim]NTf2 纯体系中的分配系数（约 10-2）。Sun 等[5]
该功能化离子液体对 Eu3+的分配系数远高于 P204 及
[A336]Cl-P204 体系，通过斜率法分析得出萃取机理
如式（8）所示，
萃取配位原理示意图如图 3 所示。
Eu 3aq+ + 3NO -3aq + 3 [ A336 ] P204 org
6 mol/L。将 P507 合成为功能化离子液体后，负载相
以及 Dong 等[61] 的研究均证实了此观点。Dutta 等[62]
研究表明[N1888]P507 负载相中的 Gd 用 50℃的去离子
水洗脱的单级效率达到 47%，Quinn 等[63-64] 研究表明
功能化离子液体的分类 -回复
功能化离子液体的分类-回复功能化离子液体是一类具有特殊功能的离子液体，其分子结构中含有能够赋予其特定性质和功能的官能团。
根据官能团的不同，功能化离子液体可以分为多个不同的分类。
本文将一步一步回答“功能化离子液体的分类”。
第一步，从官能团类型出发。
根据官能团的类型，功能化离子液体可以分为以下几类：1. 磺酰基功能化离子液体：这类离子液体的分子中含有磺酰基（-SO3H）官能团。
磺酰基具有酸性，可以使离子液体具有良好的酸性性质，例如催化酸催化反应、催化氧化反应等。
同时，磺酰基也使离子液体具有亲水性，可用于水溶液中的催化反应。
2. 氨基功能化离子液体：这类离子液体的分子中含有氨基（-NH2）官能团。
氨基可以和酸或其他功能团形成氢键或共价键，从而赋予离子液体特定的结构和性质。
例如，氨基功能化离子液体可以作为催化剂用于有机合成反应中，还可以作为表面活性剂用于乳液制备等。
3. 烷基功能化离子液体：这类离子液体的分子中含有烷基（-R）官能团。
烷基可以赋予离子液体一定的疏水性，使其在非极性溶剂中具有较好的溶解性。
烷基功能化离子液体在有机反应催化、液-液相分离等方面具有一定的应用潜力。
第二步，从结构出发。
根据离子液体分子的结构，功能化离子液体可以分为以下几类：1. 单阳离子离子液体：这类离子液体的分子中只含有一个阳离子，可以是碱金属离子（如Li+、Na+、K+）或其它离子（如Ammonium离子）。
单阳离子离子液体具有良好的热稳定性和导电性，被广泛应用于电化学、能源储存等领域。
2. 双阳离子离子液体：这类离子液体的分子中含有两个阳离子。
双阳离子离子液体具有较高的熵效应，可以改善离子液体的热稳定性和离子传输速率。
双阳离子离子液体在电化学储能、催化反应等领域有广泛的应用。
3. 单离子离子液体：这类离子液体的分子中含有一个离子，可以是阳离子或阴离子。
单离子离子液体具有较低的熔点和较高的离子传导率，可以被应用于超级电容器、电解质等领域。
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基本思路：
粘度大
磁性离子液体优缺点:
价格高
催化效率高
蒸汽压低 对环境污染小 利用磁性易分离
Fang Ding, Congmin Wang. Highly efficient CO2 capture by carbonyl-containing ionic liquids through lewis acid-base and cooperative C-H•••O hydrogen bonding interaction strengthened by the anion. Chem. Commun., 2014
原位合成法（瓶中造船法)。
反应实验
微通道反应器
浆 态 床 反 应 器
2014-12-15
缩合
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酸性离子液体
Xin H L,Wu Q,Han M H,et al.Alkylation of benzene with1-dodecene in ionic liquids[Rmim]+Al2Cl6X-(R=butyl,octyl and dodecyl;X=chlorine,bromine and iodine). Applied Catalysis . 2005, 292 : 354-361.
ZIF-8
• 传统的醇酸酯化等类似反应使用质子酸如 浓H2SO4等为催化剂，由于存在废酸污染及 产物与催化剂难分离等问题。
酸性离子液体
• 探索使用酸性离子液体代替传统质子酸,催化酯化 反应
酸性离子液体的优点
催化效率高
蒸汽压低
对环境污染小 重复性好
酸性离子液体
• 酸性离子液体合成
含吡咯烷酮环的三种酸性离子液体
黄宝华,黎子进,汪艳飞,张焜,方岩雄. Bronsted酸性离子液体催化酯化反应研究[J]. 化学学报
酸性离子液体
• 催化剂A、B的重复性
可见B的重复性较好,转化率也较高
黄宝华,黎子进,汪艳飞,张焜,方岩雄. Bronsted酸性离子液体催化酯化反应研究[J]. 化学学报
酸性离子液体
• IL与酯互溶性很小，产品易分离，且IL经脱水后, 重复使用5次，催化活性基本不变
基本思路：
为克服离子液体粘度大、成本高的缺点考虑 将离子液体固载化
离子液体固载化是通过物理或化学的方法把离子液体固
载于惰性固体（有机聚合物，无机材料）上，来降低离子 液体的粘度和减少离子液体用量。
Xiaoyan Luo，Congmin Wang.Significant Improvements in CO2 Capture by Pyridine-containing Anion-functionalized Ionic Liquids through Multiple Site Cooperative Interaction, Angew. Chem. Int. Ed., 2014
磁性离子液体
• 合成方法
6h
李小华,杨富明,周清,张锁江. 磁性离子液体1-甲基-3-烷基咪唑四卤化铁盐的合成及其物性 2014-12-15 表征[J]. 过程工程学报,2010,04:788-794.
磁性原因
• 滨口宏夫等进一步推测磁性的由来，发现该离子 液体在其液程范围内进行了部分取向性结晶而不 是完全的液态。
• 催化烷基化反应
陈彪,隆泉,郑保忠. 磁性离子液体的应用研究[J]. 化学进展,2012,Z1:225-234.
2014-12-15
磁性离子液体
• 催化吡咯聚合
Kim J Y, Kim J T, Song E A, Min Y K, Hamaguchi H. Macromolecules, 2008, 41: 28862014-12-15 2889.
基本设计：
离子液体的固载化方法: 浸渍法
嫁接法、溶胶一凝胶法
原位合成法（瓶中造船法)。
表征方法
元素分析(分析元素组成) 拉曼光谱(研究分子结构) 热重分析(热稳定性和组分) 磁学测量系统 MPMS(SQUID)(对磁学特性 进行表征)
Xiaoyan Luo，Congmin Wang.Significant Improvements in CO2 Capture by Pyridine-containing 2014-12-15 Anion-functionalized Ionic Liquids through Multiple Site Cooperative Interaction, Angew. Chem. Int. Ed., 2014
• 由此可以得到启迪: 把具有磁性的金属盐进行取向 性结晶后，就能够让其显现出磁性。 • 纯有机磁性离子液体是指不含金属元素的磁性离 子液体，其磁性来源于自身的结构
Hayashi S, Saha S, Hamaguchi H. IEEE Transactions on Magnetics, 2006. 42: 12-14
等量的质子酸 N-甲基咪唑
+
旋转蒸发60℃
100℃,4h
H2SO4等
产品 真空干燥,70℃
甲苯洗涤3次
将N-甲基咪唑在冰浴下缓慢滴加到含等物质量的质子酸或溶液中,室温反 应4h,甲苯洗涤,旋转蒸发,70度真空干燥后得产品
黄宝华,黎子进,汪艳飞,张焜,方岩雄. Bronsted酸性离子液体催化酯化反应研究[J]. 化学学报
羟基功能化离子液体
• 羟基功能化离子液体的中羟基具有 Lewis碱 性、亲核性、配位能力以及可以形成氢键 等性质，结合离子液体本身具有的独特性 质和功能，羟基功能化离子液体可以作为 催化剂、配体、清除剂用于有机合成和其 他领域
羟基功能化离子液体
• 羟基功能化的离子液体用于CO2的转化
Sun J, Zhang S, Cheng W, et al. Hydroxyl-functionalized ionic liquid: a novel efficient catalyst for chemical fixation of CO2 tocyclic carbonate. Tetrahedron Letters, 2008, 49: 3588-3591.
羟基功能化离子液体
他们认为，羟基 相当于Lewis 酸， 卤素离子作为 Lewis碱，两者配 合分别进攻环氧 化物的氧原子和 空间位阻较小的 碳原子，从而使 环氧化物活化"
Sun J, Zhang S J, Cheng W G, Ren J Y. Tetrahedron Lett. 2008, 49:3588-3591
磁性离子液体
• 合成醛或酮
李小华,杨富明,周清,张锁江. 磁性离子液体1-甲基-3-烷基咪唑四卤化铁盐的合成及其物性 2014-12-15 表征[J]. 过程工程学报,2010,04:788-794.
磁性离子液体
• 催化傅克磺酰化反应
李小华,杨富明,周清,张锁江. 磁性离子液体1-甲基-3-烷基咪唑四卤化铁盐的合成及其物性 2014-12-15 表征[J]. 过程工程学报,2010,04:788-794.
羟基功能化离子液体
• 环氧化物和CO2的偶联反应
分别使用三种IL催化剂,其中带羟基的催化性最好(聚二乙烯基苯) Dai W L, Chen L, Yin S F, et al. High-efficiency synthesis of cyclic carbonates from exposides and CO2 over hydroxyl ionic liquid catalyst grafted onto cross-linked polymer. Catalysis Letters,2010, 137:74-80.
• 虽然酸性离子液体相对于传统的质子酸性催化剂 有很多优点，但是催化剂的分离问题还没有完全 解决，下面再介绍一类磁性离子液体，如果能把 这两者的优点结合起来，相信酸性离子液体工业 化指日可待。
磁性离子液体
• 磁性离子液体：
磁性离子液体是指能够吸附在磁铁上, 在外加磁场作用下具有一定磁化强度 的离子液体
黄宝华,黎子进,汪艳飞,张焜,方岩雄. Bronsted酸性离子液体催化酯化反应研究[J]. 化学学报
酸性离子液体
冰浴下
等量的质子酸 2-吡咯烷酮
+
旋转蒸发60℃
H2SO4等
室 温 ,24h
产品 真空干燥,70℃
乙酸乙酯洗涤3次
将2-吡咯烷酮在冰浴下缓慢滴加到含等物质量的质子酸或溶液中,室温反应 24h,乙酸乙酯洗涤,旋转蒸发,70度真空干燥后得产品
羟基功能化离子液体
• 虽然,IL-OH催化转化CO2效率高、对环境污染小 、重复性好、选择性也较好，但是，离子液体造 价高、粘度大阻挡了其工业化的步伐。
克服了其粘度大
• 将IL固载化
易回收,可重复利用 同步实现对CO2的吸收和转化
基本设计：
离子液体的固载化方法: 浸渍法
嫁接法、溶胶一凝胶法
羟基功能化离子液体
• 文献中提出可能的反应机理
Dai W L, Chen L, Yin S F, et al. High-efficiency synthesis of cyclic carbonates from exposides and CO2 over hydroxyl ionic liquid catalyst grafted onto cross-linked polymer. Catalysis Letters,2010, 137:74-80.
陈彪等，磁性离子液体的应用研究,化学进展，2012，24，225-234.
2014-12-15
磁性离子液体
本文描述了磁性离子的合成与应用：介绍了几 种常见的磁性液体离子