离子液体催化邻二甲苯氯甲基化反应

制备了8种不同链长的溴化烷基咪唑盐和4种丁基类甲基咪唑六氟磷酸盐、四氟硼酸盐、全氟丁基磺酸盐及氯化盐离子液体,研究了咪唑盐类离子液体催化邻二甲苯、氯化氢、多聚甲醛为起始原料的氯甲基化反应. 考察了离子液体类型、催化剂用量、反应温度及反应时间对反应的影响. 反应产物采用气相色谱法进行定量分析;采用GC-MS测试技术进行了定性分析. 结果表明,[C12mim]Br(溴化1-十二烷基-3-甲基咪唑盐)是最适合的催化剂. 其最佳反应条件是:离子液体摩尔分数为4%(与邻二甲苯的摩尔比),温度70 ℃,反应时间10 h,产物收率可达89.8%,TON数达到22.4.     

新型离子液体介质中长链烯烃氢甲酰化反应

合成和表征了离子液体[Rmim][p-CH3C6H4SO3](R=CH3(CH2)n—, n=3, 7, 11, 15), 并以所合成的离子液体为反应介质, 考察了水溶性铑膦络合物HRh(CO)(TPPTS)3[TPPTS: P(m-C6H4SO3Na)3]对长链烯烃氢甲酰化反应的催化性能. 结果表明, 离子液体[Rmim][p-CH3C6H4SO3]中R基团链长的变化对催化活性具有重要的影响；而在相同离子液体中, 氢甲酰化反应活性随着烯烃链长的增加明显下降. 与文献报道中广泛使用的离子液体[Bmim]BF4、[Bmim]PF6相比, 该催化体系对长链烯烃氢甲酰化反应具有更好的活性和化学选择性, 在3.0 MPa, 100 ℃的条件下, 1-己烯氢甲酰化反应转化频率(TOF)高达2736 h-1. 反应完成后, 水溶性铑膦络合物能很好地溶解在离子液体中, 与有机物自动分层, 催化剂的循环使用易于实现.     

[EMIm]NTf_2中Fe~(2+)催化氧化芥子气模拟剂CEES研究

合成并表征了3种不同烷基链长的1-烷基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚胺([CnMIm]NTf_2,n=2、4、6)离子液体及金属催化剂双三氟甲基磺酰亚胺铁二水合物(Fe(NTf_2)_2·2H_2O),对H_2O_2/离子液体消毒芥子气模拟剂2-氯乙基乙基硫醚(CEES)的能力进行了研究.通过HPLC考察了H_2O_2/CEES摩尔比、H_2O_2浓度、反应温度、时间、离子液体再生次数对H_2O_2/[EMIm]NTf_2/Fe~(2+)消毒CEES能力的影响,并采用GC-MS、CL对反应产物、活性氧物种及反应机制进行了分析.结果表明:基于离子液体的类Fenton体系消毒CEES时,具有H_2O_2/CEES摩尔比小、消毒速率快、低温消毒效果良好、离子液体可循环利用等的优点,在毒剂洗消领域具有极大的应用前景.     

离子液体中β-葡萄糖苷酶生物催化合成红景天甙

比较了聚乙二醇修饰的β-葡萄糖苷酶在三种离子液体([bmim]PF6,[bmim]BF4,[bmim]Tf2N)及两种常用有机溶剂(1,4-二氧六环、正己烷)中的催化性能,确定了适宜的反应介质;考察了底物浓度、温度、体系含水量和反应时间等因素对β-葡萄糖苷酶催化合成红景天甙反应的影响.结果表明,在最佳反应介质[bmim...     

含离子液体介质中酶催化糖基化合成4-羟基苯乙基β-D-葡萄糖苷

探讨了β-葡萄糖苷酶在离子液体/有机溶剂/缓冲溶液介质中催化直接糖基化反应合成4-羟基苯乙基β-D-葡萄糖苷.考察了反应体系组成、反应条件等因素对反应的影响.研究结果表明,1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐(C4MIm·PF6)/1,4-二氧六环/柠檬酸-磷酸盐缓冲溶液是糖基化反应的合适介质.当三者的体积含量分别为17％...     

γ辐照引发[Cnmim][NTf2]离子液体变色研究

1-烷基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酰胺型离子液体(C_nmim][NTf₂])被认为是最有希望用于核燃料循环中的分离试剂之一, 虽然其化学结构在辐照过程中变化不大, 但在受到γ辐照后会发生明显的变色, 因此有必要研究该类离子液体的变色原因. 本文以⁶⁰Co为辐照源, 系统研究了辐照后不同C(1)－烷基链长和咪唑环上C(2)位上的H被甲基取代后离子液体的紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱行为, 并结合辐照后离子液体荧光光谱和质谱的变化, 分析了导致该类离子液体辐照后颜色加深的原因. 结果表明, 随着咪唑环上C(1)―烷基链长度和剂量增大, 离子液体颜色加深; 而C(2)位上的H被甲基取代后颜色明显变浅. 辐照后咪唑型离子液体的变色主要来自于辐照后产生的烷基侧链含双键的咪唑阳离子, 咪唑阳离子二聚体和含氟咪唑化合物. 此外, γ辐照引起咪唑阳离子易发生π-π堆积, 而聚集态含量增加也会引起颜色加深.     

功能化离子液体修饰的SBA-15固定化Burkholderia cepacia脂肪酶

采用含不同碳链长度咪唑环的烷基功能化离子液体修饰介孔材料SBA-15,并通过X-射线衍射、元素分析、N2吸附-脱附、红外光谱和扫描电镜等方法研究了离子液体修饰对SBA-15结构的影响.以三乙酸甘油酯的水解为探针反应,考察了甲基、丁基、辛基等不同链长烷基取代咪唑类离子液体修饰的SBA-15固定化Burkholderia cepacia脂肪酶(BCL)的酶活、最适反应条件及稳定性等酶学性质.结果表明,离子液体修饰后材料保持了原有的介孔结构,其固定化酶对温度及低pH的敏感度降低,比活力及稳定性均显著提高.其中甲基功能化离子液体修饰的SBA-15固定化酶的比活力最高,是原粉SBA-15固定化酶的2.4倍;辛基功能化离子液体修饰的SBA-15固定化酶的热稳定性、储存稳定性、重复使用性及有机溶剂耐受性最佳.     

离子液体在多水相液液平衡体系中的作用

通过用短链离子液体(1-乙基-3-甲基咪唑溴盐[C2mim]Br、1-丁基-3-甲基咪唑溴盐[C4mim]Br)部分或全部取代SDS/DTAB/PEG/NaBr/H2O多水相体系中的无机盐NaBr,用长链离子液体十二烷基-3-甲基咪唑溴盐[C12mim]Br部分取代体系中阳离子表面活性剂DTAB,系统研究了离子液体在分相体系中的作用及其对分相体系性质的影响.研究表明,SDS/DTAB/PEG/NaBr/H2O混合体系形成的四水相体系可以看作"聚合物双水相"与"表面活性剂双水相"共存的结果.短链离子液体([C2mim]Br、[C4mim]Br)较强的亲水性能赋予其较强的盐析能力,在混合体系中表现出明显的盐效应,保证了四水相体系中"聚合物双水相"的存在.短链离子液体与聚合物之间的相互作用及其对表面活性剂之间相互作用的影响均不可忽略.对混合体系的相行为,共存多相的性质有重要的影响.而长链离子液体[C12mim]Br主要通过自身的疏水作用影响"表面活性剂双水相"的性质,充当表面活性剂的角色.然而,[C12mim]Br与DTAB分子结构上的差异,导致表面活性剂分子在"表面活性剂双水相"的两相重新分配,影响了对应两相的体积及萃取能力.可见,通过调节离子液体的烷基链长、混合体系中的含量等可获得具有特定性质的多水相体系.     

离子液体对淀粉酶催化反应的影响

用分光光度法研究了二烷基咪唑氯类和二烷基咪唑磷酸酯类离子液体对淀粉酶催化反应的影响,通过吸光度的变化来测定淀粉水解的程度。 结果表明,这两类离子液体对淀粉酶催化反应均有明显的抑制作用,其中1-己基-3-甲基咪唑氯[HMIM]Cl的抑制作用最大。 而且,对于相同的阴离子,随着阳离子咪唑环烷基取代基链长的增加,抑制作用也增加。     

手性离子液体配体交换色谱拆分扁桃酸对映体的研究

本文基于配体交换的机理,研究了以脯氨酸手性离子液体作为手性配体拆分扁桃酸(MA)对映体的方法及热力学过程。详细考察了手性离子液体的烷基链长、铜离子的浓度、离子液体的浓度和pH等因素对MA对映体分离的影响。研究发现,不同烷基链长的手性离子液体中,以1-丁基-3-甲基咪唑L-脯氨酸为配体时,MA对映体的拆分效果最好;随着铜离子浓度的增加,MA对映体的保留时间和分离度先增大再减小;而随着1-丁基-3-甲基咪唑L-脯氨酸离子液体的浓度和流动相pH的增大,保留时间和分离度均增大。本文还测定了拆分过程中的一些热力学参数,结果表明,MA对映体的拆分过程是一个焓控的过程,L-MA较D-MA与固定相有更强的相互作用,保留时间更长。     

1-(2-羟乙基)-2-烷基-咪唑啉缓蚀剂缓蚀机理的理论研究

采用量子化学计算、分子动力学模拟和分子力学相结合的方法, 对6种不同烷基链长的1-(2-羟乙基)-2-烷基-咪唑啉缓蚀剂抑制H2S腐蚀的缓蚀机理进行研究, 并对其缓蚀性能进行评价. 前线轨道分布和Fukui指数表明, 6种缓蚀剂分子的反应活性区域均集中在分子的咪唑环上, 3个反应活性中心分别位于咪唑环上的N(4), N(7)和C(8)原子, 可使咪唑环在金属表面形成多中心吸附. 分子的反应活性及活性区域分布对烷基链长并不敏感. 单分子吸附能、膜的内聚能、吸附角和链间距的计算数据显示, 缓蚀剂膜的稳定性以及膜与金属基体的结合强度随链长的增加而增大; 当正构烷基碳链长度大于13时, 缓蚀剂可在金属表面形成一层高覆盖度、致密的疏水膜, 能有效阻碍溶液中的腐蚀介质向金属表面扩散, 从而达到阻碍或延缓腐蚀的目的.     

咪唑类离子液体[C10mim][NTf2]萃取铈(IV)

以咪唑类离子液体1-癸基-3-甲基咪唑三氟磺酰亚胺盐[C10mim][NTf2]为萃取剂,研究了其对铈(Ⅳ)的萃取行为,分别考察了萃取时间、料液浓度、硝酸浓度、离子液体咪唑环上烷基链长、无机盐浓度和温度对萃取过程的影响。 热力学计算表明,萃取过程是自发的放热过程。 推测可能的萃取机理是阴离子交换机理。 对萃取液进行了反萃考察,在硫酸浓度为1.0 mol/L时,反萃率为85.1%。     

H2O2/[CnMIm]HCO3对CEES的消毒动力学及机理

合成了4种不同烷基链长的1-烷基-3-甲基咪唑碳酸氢盐([C_nMIm]HCO₃, n=2, 4, 6, 8)离子液体(ILs), 并以H₂O₂水溶液(质量分数30%)为氧化剂, 研究了H₂O₂在[C_nMIm]HCO₃离子液体、 H₂O和C₂H₅OH中对芥子气模拟剂2-氯乙基乙基硫醚(CEES)的消毒能力, 考察了离子液体烷基链长、 H₂O₂/CEES摩尔比和反应温度对消毒率的影响, 并对反应活化能和产物进行了分析. 结果表明, H₂O₂在不同溶剂中对CEES的消毒能力依次为[BMIm]HCO₃>[EMIm]HCO₃>[HMIm]HCO₃>[OMIm]HCO₃>C₂H₅OH>H₂O. 对于CEES在[BMIm]HCO₃中形成的20 mg/mL的毒剂溶液, 当n(H₂O₂)∶n(CEES)=10时, H₂O₂可在30 min内消毒99.58%的CEES, 且该体系具有一定的低温(243 K)消毒能力. 该反应为一级反应, 活化能为15.59 kJ/mol, 低于单一过碳酸钠与CEES的反应活化能. 化学发光测试结果表明, 在碳酸氢根活化过氧化氢(BAP)体系中, 咪唑基离子液体可抑制亚砜被超氧阴离子(·O^-₂)过度氧化为砜.     

碱性离子液体[bmim]OH促进一锅串联合成七元硫杂环化合物

碱性离子液体[bmim]OH能快速、高选择性地催化有机硫试剂与丙烯酸乙烯酯之间的直链加成反应.通过这种方法,合成了12种β-烷基硫取代的丙酸乙烯酯类含硫化合物.进一步调控反应温度和时间可以实现Michael加成和分子内的加成-消除反应的一锅串联成环反应.利用碱性离子液体[bmim]OH选择性促进巯基亲核性的策略,成功地合成了6种七元硫杂环化合物,对产物进行了表征确定.     

离子液体介质中钌膦配合物催化的喹啉加氢反应

首次在亲水性离子液体[Rmim][p-CH3C6H4SO3](1-烷基-3-甲基咪唑对甲苯磺酸盐,R=甲基、乙基、正丁基、正己基和正辛基)中,以水溶性的[RuCl2(TPPTS)2]2(TPPTS:间磺酸钠基三苯基膦)为催化剂,分别考察了温度、压力、不同的离子液体、水和碘的加入等因素对喹啉加氢反应的影响.在100℃和氧气压力为3.0 MPa时,喹啉加氢生成1,2,3,4-四氧喹啉的选择性超过99%,转化率达到95.3%.利用环己烷萃取反应产物,即可实现催化剂与产物的分离,催化剂循环使用6次后反应的转化率仍可达86.0%.     

溴化甲基咪唑键联壳聚糖的制备及其催化N-羟烷基化研究

在水介质中,3-溴烷基-1-甲基咪唑溴化物与壳聚糖发生反应生成了离子液体键联壳聚糖(IL-b-CS)衍生物.通过红外光谱、核磁共振、X射线衍射和热重等分析技术对离子液体键联壳聚糖衍生物进行了结构表征.以离子液体键联壳聚糖衍生物为催化剂,研究了在无溶剂条件下其对芳香胺和碳酸乙烯酯N-羟烷基化反应的催化性能,讨论了反应条件(催化剂用量、反应物料比、反应温度和反应时间)对其催化性能的影响.     

新型对称烷基咪唑离子液体介质中酶催化合成ι-乙酸薄荷酯

设计合成三种新型对称烷基咪唑六氟磷酸盐离子液体--1,3.-二正丁基咪唑六氟磷酸盐([DnBIM][PF6]),1,3-二异丁基咪唑六氟磷酸盐([DiBIM][PF6])和1,3-二仲丁基咪唑六氟磷酸盐([DsBIM][PF6]).以脂肪酶pseudomonas cepacia 催化ι-薄荷醇和乙酸酐的酯化过程为模型反应,分别考察不同介质中酶的活性、反应性和稳定性,结果表明作为反应介质三种新犁离子液体均优于经典离子液体1-正丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐和有机溶剂正己烷.在三种新的离子液体中,[DiBIM][PF6]具有最好的亲生物性而被选择作为模型反应介质.此外,影响ι-薄荷醇转化率的各种因素(包括反应温度、底物投料比、离子液体用量和含水量)及酶的重复利用性也被详细研究.在最佳反应条件下,ι-薄荷醇转化率达到97.4%,酶促反应速度、平衡转化率和半衰期分别是正己烷中的12.7,4.6和15.1倍.脂肪酶重复使用10次后催化活性没有明显减少.由于三种新型离子液体互为同分异构体,以上事实还表明除憎水性和亲核性以外离子液体的空间构型也是影响酶行为的一个重要因素.     

磺酸型离子液体催化“一锅法”合成酰胺烷基萘酚

用磺酸型离子液体1-甲基-3-磺酸丙基咪唑硫酸氢盐([MIMPS][HSO4])催化β-萘酚、芳香醛和酰胺(或脲)3组分"一锅法"类Ritter反应合成了酰胺烷基萘酚。投料比为n(β-萘酚)∶n(芳香醛)∶n(酰胺或脲)∶n([MIMPS][HSO4])=1∶1∶1.3∶0.1,无需溶剂,恒温125℃反应5～40min,通过简单水洗抽滤即可分离产物,酰胺烷基萘酚产率为85%～97%。离子液体[MIMPS][HSO4]可回收重复使用4次,其催化活性无明显降低。探讨了醛、酰胺或脲结构对反应的影响及可能的反应机理。     

2-烷基-苯并咪唑在硝酸银亚相上的Langmuir膜及LB膜

对不同链长的2-烷基-苯并咪唑衍生物（BzCn,烷基链长从C5到C15）在硝酸银亚相上的成膜行为及形成的LB膜的结构进行了研究.表面压－面积曲线的结果表明，短链(C5～C9)的2-烷基-苯并咪唑可在银离子亚相上形成稳定的单分子膜，而长链(C13和C15)衍生物则形成多层膜.利用LB技术可将上述Langmuir膜转移到固体基板上形成LB膜，其吸收光谱的结果说明了苯并咪唑和银离子配位.利用AFM、XRD及FT-IR等技术研究了烷基链长对LB膜结构的影响.实验结果表明,除了BzC15，其余的衍生物都可形成规整的层状结构.短链衍生物的单层LB膜具有均一、平整的形貌；而对于BzC15，观察到多层结构.     

离子液体[bmim][PF6]与[moemim][PF6]结构微不均匀性以及微粘度的光谱探测

室温离子液体由于其极低的蒸汽压、比较好的热稳定性和化学稳定性、良好的分子结构与性能的可设计性等优点,作为一种新型的环境友好溶剂在很多领域有着广泛的应用.对于离子液体的微观结构和微观性能的研究是设计新型离子液体以及扩展离子液体应用的关键.本文通过荧光探针分子香豆素153(C153)的转动动力学和对微观环境敏感的荧光探针分子1, 3-二(1-芘基)丙烷(BPP)的稳态荧光光谱,探测和表征了烷基取代的离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([bmim][PF₆])和与其具有相似结构的醚键官能化的离子液体1-甲氧基乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([moemim][PF₆])的微观结构和微粘度. C153探针分子在离子液体[bmim][PF₆]中的转动过程具有快、慢两个组分表明离子液体[bmim][PF₆]内部存在松散和紧密的两种结构微区;而C153探针分子在离子液体[moemim][PF₆]中的转动动力学只存在一种过程,说明醚键的引入使得[moemim][PF₆]内部趋于一种类型的微环境.通过C153探针分子的转动时间研究发现,醚键官能化的离子液体[moemim][PF₆]的微粘度小于烷基链取代的离子液体[bmim][PF₆],同时通过BPP探针分子的二聚体激基复合物(excimer)与单体(monomer)荧光发射强度的比值(I_E/I_M)研究也证明这一结果.醚键的引入使得离子液体[moemim][PF₆]相对于离子液体[bmim][PF₆],侧链的极性更大、柔顺性更好,同时醚键有可能作为氢键的受体与阳离子形成氢键从而削弱离子液体中阴、阳离子间的相互作用,使得离子液体[moemim][PF₆]的微观环境比离子液体[bmim][PF₆]更为均一,同时具有更小的微粘度.