低共熔溶剂在高分子合成中的应用

低共熔溶剂(DES)是由两种或多种物质按一定比例混合而成的低熔点混合溶剂,其熔点显著低于每一个单纯组分的熔点,可被视为一种新的离子液体。与传统有机溶剂相比,DES具有来源广泛、成本低廉、易于制备、毒性低、生物可降解等优点,并已作为一种新型的绿色反应介质被广泛用于萃取分离、无机合成、有机合成和离子凝胶等领域。近年来,DES在高分子合成中的应用也吸引了广泛的研究兴趣。本综述从简述DES及其在有机合成中的应用出发,重点介绍它们用于缩合聚合、自由基聚合、阴离子聚合、电化学聚合、开环聚合和氧化聚合等高分子合成领域的研究进展,并对其发展趋势进行展望。     

低共熔溶剂中新型螺环吲哚衍生物的绿色合成

在低共熔溶剂氯化胆碱/草酸催化作用下,由醛、吲哚和6,10-二氧杂螺[4.5]十烷-7,9-二酮三组分多米诺Knoevenagel-Michael反应合成了一系列新型螺环吲哚衍生物,产率为70%~97%.该方法条件温和,操作简单,反应时间短,对环境友好等优点,且催化剂廉价易得.     

低共熔溶剂在萃取分离中的应用

随着绿色化学的不断发展,如何在分析过程中应用和体现绿色化学特点,避免分析过程对环境产生二次污染及对人员造成危害也得到了关注。开发和使用具有绿色化学特点的溶剂和方法是分析工作者努力的方向之一。在已经出现的新溶剂中,低共熔溶剂(DES)与离子液体(ILs)物理性质相似,并具有环境友好、不可燃、生物降解、价廉、易制备等特点,因而近几年来获得了迅速发展。该文总结了低共熔溶剂的制备、性质及分类,综述了近年来其在萃取和分离中的应用进展。     

低共熔溶剂及其应用研究进展

作为一类新型的绿色溶剂,低共熔溶剂具有蒸汽压低、无毒性、可生物降解、溶解性和导电性优良、电化学稳定窗口宽等独特的物理化学性质,并且可以通过选择合适的组成和配比来调节其性能,在很多领域中有着诱人的应用前景.本文从低共熔溶剂的组成、性质及其应用等3个方面综述了近年来低共熔溶剂的研究进展,并对目前研究中存在的问题进行了讨论.     

低共熔溶剂的应用研究现状

低共熔溶剂是两种或多种固体或液体物质通过氢键相互作用形成的液体溶剂,其熔点明显低于单一组分的熔点。与传统离子液体相比,低共熔溶剂成本更低,制备更容易,可生物降解,具有100%原子利用率和生物相容性及无毒无害等绿色特性,这些优点使其在许多研究领域被广泛研究。本文介绍了低共熔溶剂的最新分类,综述了低共熔溶剂在电化学、气体吸收、有机合成、功能材料合成、萃取分离、药物增溶及生物质预处理中的应用,并对低共熔溶剂的未来发展进行了展望。     

低共熔溶剂中双吲哚甲烷衍生物的绿色合成

以氯化胆碱和尿素为原料制得低共熔溶剂(DES);以MMT/I₂为催化剂,催化吲哚（1）与芳香醛（2a~2h）的缩合反应,合成了8个双吲哚甲烷衍生物（3a~3h）,其结构经¹H NMR和IR确证。考察了溶剂、温度、反应时间和原料摩尔比{r[n(1)/n(2)]}对产率的影响。结果表明：在最优反应条件（r=1.0/2.0, DES 1.5 mL, MMT/I₂ 5 mol%,于60 ℃反应6 h）下,3a~3h产率为68.2%~94.4%。     

低共熔溶剂催化有机合成反应的研究进展

低共熔溶剂(DESs)是一种新型的离子液体(ILs)类似物,与传统有机溶剂、离子液体相比,DESs具有低毒、廉价、易于合成、生物可降解性等特点,因此在众多领域广受关注。近年来DESs在有机合成领域备受关注,被广泛用作合成反应的溶剂、催化剂、反应物等,在有机反应方面存在很大发展空间,本文综述了DESs在有机合成反应中的应用,重点讨论其在氧化还原反应、取代反应、缩合反应、环化反应等方面的研究进展,为其开发应用提供新思路。     

低共熔溶剂的热稳定性研究

近年来,低共熔溶剂(DESs)引起了人们的广泛关注,在诸多领域得到应用。DESs一般由氢键供体(HBDs)和氢键受体(HBAs)通过氢键作用形成,其热稳定性研究对于其高温应用具有重要意义。本文利用热重分析法(TG)对40种DESs的热稳定性进行了系统研究,并得到了所研究DESs的开始分解温度(T_onset)。值得注意的是,DESs受热后的变化情况与离子液体不同,呈现出分阶段失重的现象。通常形成DESs的氢键在升温后首先被破坏,从而导致DESs分解成组成其的HBDs和HBAs。然后热稳定性较差(或者沸点较低)的HBDs首先分解(或挥发),而HBAs则在更高温度下分解(或挥发)。例如常见的HBA氯化胆碱(ChCl)在250 ℃附近开始分解。氢键强度对DESs受热后的表现起着重要的作用,DESs中的氢键会阻碍分子“逃脱”,使得T_onset向高温方向移动。此外,我们考察了阴离子、氢键供体、摩尔比对DESs热稳定性的影响,发现HBDs自身的挥发或分解对DESs的热稳定性起着决定性作用。由于用T_onset值会高估DESs的热稳定性,长期热稳定性的考察对其工业应用具有重要价值。本研究能帮助人们理解DESs的热分解行为,为制备具有适当热稳定性的DESs提供依据。     

镧在低共熔溶剂中的电沉积研究

以氯化胆碱/尿素低共熔溶剂为介质通过恒电位沉积法成功制备了形状和尺寸均一的橄榄状镧粒子. 采用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线能量色散谱（EDX）和X射线光电子能谱（XPS）等技术对所制备的样品进行表征. 同时,研究了沉积电位、温度和时间等因素对样品尺寸、形貌的影响,确定恒电位法制备橄榄状镧粒子的优化工艺条件为沉积电位-1.7 V、温度80 ^oC和沉积时间15 min.     

深共熔溶剂及其生物催化应用

在绿色化学研究领域,溶剂占据着重要的位置。作为一个绿色溶剂必须满足廉价易得、可生物降解、无毒、可循环使用、无挥发性等标准的要求。但是至今能满足这些要求的溶剂仍然非常有限。近年来,深共熔溶剂（Deep Eutectic Solvents,DESs）被认为可以作为绿色溶剂替代传统的有机溶剂而受到广泛关注。DESs是由两个或多个成分在特定比例下形成的凝固点大大降低室温液态混合物。与离子液体相比,DESs具有廉价、低毒、可生物降解等特点,在许多领域成为研究热点。本文综述了DESs的生物降解性、毒性/细胞毒性及其作为生物催化反应介质的研究现状。基于对研究现状的认识,对DESs未来研究、应用需要解决的问题进行了讨论。作者期望对DESs生物催化应用研究现状的综述更进一步促进DESs研究、应用的发展。     

Furfural and 5-Hydroxymethylfurfural Production from Sugar Mixture Using Deep Eutectic Solvent/MIBK System

Choline chloride (ChCl) / glycolic acid (GA) deep eutectic solvent (DES) media with high water content but without any additional catalyst are introduced in furfural and 5-hydroxymethylfurfural (HMF) production. The effects of water content, reaction time, and reaction temperature are investigated with two feedstocks: a glucose/xylose mixture and birch sawdust. Based on the results, 10 equivalent quantities of water (32.9 wt.%) were revealed to be beneficial for conversions without rupturing the DES structure. The optimal reaction conditions were 160 °C and 10 minutes for the sugar mixture and 170 °C and 10 minutes for birch sawdust in a microwave reactor. High furfural yields were achieved, namely 62 % from the sugar mixture and 37.5 % from birch sawdust. HMF yields were low, but since the characterization of the solid residue of sawdust, after DES treatment, was revealed to contain only cellulose (49 %) and lignin (52 %), the treatment could be potentially utilized in a biorefinery concept where the main products are obtained from the cellulose fraction. Extraction of products into the organic phase (methyl isobutyl ketone, MIBK) during the reaction enabled the recycling of the DES phase, and yields remained high for three runs of recycling.     

由科研开发的综合化学实验:三乙胺／水杨酸新型低温共熔溶剂的合成、表征与性能

结合科研实践,设计合成了三乙胺/水杨酸新型低温共熔溶剂[TEA][OHBA]2,采用红外光谱和核磁共振氢谱对其结构进行了确证,测定了其理化性能（热稳定性、荧光性、黏度和密度）,并揭示了[TEA][OHBA]2的形成及其特性源于三乙胺与水杨酸分子间形成了氢键的机理。低温共熔溶剂[TEA][OHBA]2在环境分析和医药领域具有广阔的应用前景。该实验移植于科研,集化学合成、结构表征、性能测试于一体,具有前沿性、交叉性、综合性、应用性、研究性。开设该实验能够提高综合化学实验水平和学生实验兴趣,有利于学生创新意识的培养和综合能力的提高。     

深共融溶剂在有机合成中的应用

深共融溶剂是一种新型绿色溶剂,与传统的有机溶剂相比,其具有低蒸气压、 不易燃、 稳定性好、 无毒性、 生物降解性、 可回收和廉价易得等优点。深共融溶剂作为新型溶剂,应用前景广泛。本文综述了近几年其作为新型的反应介质或催化剂用于传统的有机合成反应的最新研究成果,主要从卤代反应、Diels-Alder反应、Knoevenagel缩合、Henry反应、Perkin反应、Paal-Knorr反应和Biginelli反应等方面对其进行综述,最后展望了深共融溶剂在有机反应中的发展前景。     

低共熔物法实现甲苯中苯酚的绿色清除

介绍一种基于低共熔原理实现甲苯中苯酚绿色清除的方法。相比于传统的去酚方法,该法无需碱溶液的处理,避免了大量废水的产生,且苯酚的去除率高达93%。该实验不仅拓宽了学生的知识面,也为工业上苯酚的去除提供了一定的理论和实践指导意义。     

纺锤形BiVO_4微米管:低温离子熔盐合成及光催化性能

以Bi(NO_3)_3·5H_2O和NH_4VO_3为原料,以氯化胆碱和尿素组成的低温离子熔盐为反应介质,采用离子热合成法成功制备出了具有纺锤状外形的BiVO_4微米管。利用XRD,SEM,UV-Vis DRS,光催化测试等手段考察了BiVO_4颗粒的物相、形貌和光催化性能。结果表明,在离子熔盐环境下可以制备出结晶良好的BiVO_4纺锤形微米管,该BiVO_4微米管长10～15μm,直径为1.5μm左右,管壁厚约为200 nm。同时,研究了pH值对BiVO_4颗粒物相与形貌的影响,发现随着pH值的变化可分别合成出具有柱状、纺锤形微米管、柱状微米管和针柱状单斜相BiVO_4颗粒。光催化测试结果表明,这些单斜白钨矿BiVO_4颗粒在可见光范围都具有一定的光催化活性,其中纺锤状微米管对罗丹明B的降解效果最佳,可见光照射4.5h后罗丹明B的降解率可达到93%。     

饮料及配制酒中11种有机合成色素的低共熔溶剂萃取/高效液相色谱法测定

采用四丁基氯化铵和辛酸合成新型疏水性低共熔材料,并以其为萃取剂建立了快速测定饮料、配制酒中11种有机合成色素的高效液相色谱方法。样品经水稀释,以200μL低共熔溶剂萃取后,采用高效液相色谱-二极管阵列检测器(HPLC-DAD)检测,外标法定量。结果表明,11种有机合成色素在各自的质量浓度范围内均呈良好的线性关系,相关系数(r~2)均大于0.996,检出限为0.03～0.31 mg/kg,定量下限为0.08～1.02 mg/kg;加标回收率为92.6%～103%,相对标准偏差(RSD)为0.98%～4.3%。该方法快速、简便、精准,适用于饮料、配制酒中有机合成色素的检测。     

Mechanochemical Suzuki-Miyaura Cross-Coupling with Natural Deep Eutectic Solvent as Liquid-Assisted Grinding Additive: Merging Two Fields for a Greener Strategy

The use of volatile solvents for organic synthesis is nowadays questioned due to their negative impact on the environnement. To develop sustainable and environmentally friendly methodologies, we propose to combine two green chemistry concepts: the use of bioinspired solvents: natural deep eutectic solvents (NaDES), and mechanochemistry. Using the Suzuki-Miyaura coupling as a model reaction, we described an efficient mechanochemical method with NaDES as a LAG (liquid-assisted grinding) additive with short reaction times and without any ligand or additional heating. A mechanochemical extraction was also used to reduce the amounts of extraction solvents and the total time of the synthesis process.     

Deep Eutectic Solvents and Multicomponent Reactions: Two Convergent Items to Green Chemistry Strategies

One of the highlights of green chemistry is the development of techniques and procedures with low environmental impact. In the last years, deep eutectic solvents (DES) have become an important alternative to conventional organic solvents. For a period ionic liquids have provoked remarkable interest, but they have been displaced by DES because they show easier preparation methods, lower prices, many of them are biodegradable and compatible with biological systems. In addition, they show adjustable physicochemical properties, high thermal stability, low volatility and are compatible with water. In this paper is reviewed the state of the art of the use of DES paying special attention to the role of reaction media in organic synthesis.     

Application of a Liquid-Liquid Microextraction Method Based on a Natural Hydrophobic Deep Eutectic Solvent for the Extraction of Plastic Migrants from Kombuchas

A vortex-assisted liquid-liquid microextraction, based on a natural hydrophobic deep eutectic solvent made from the monoterpene thymol and octanoic fatty acid, was employed for the analysis of 11 phthalate esters and one adipate in kombucha (a tea-based fermented beverage). Separation and determination were performed using an ultra-high performance liquid chromatography (UHPLC) system coupled to a single quadrupole mass spectrometer. Confirmatory analyses were carried out through UHPLC tandem mass spectrometry. The full method was validated in terms of matrix effect, matrix-matched calibration, sensitivity, recovery, limits of detection and quantification and repeatability. Satisfactory determination coefficients for quadratic calibration curves (≥0.9938), recovery values (67–120%) and limits of detection (0.07–5.45 µg/L) were obtained. Analysis of 26 kombucha samples reported concentrations for dibutyl phthalate and dimethyl phthalate in the range between the limit of quantification (LOQ) and 16.18 ± 1.14 µg/L, although these phthalates were also detected under the LOQ in some of the analyzed samples. Only one of the samples bottled in plastic containers (7) did not present residues while only five of the 19 samples in glass bottles contained any plasticizer. However, the highest concentration was found in a kombucha bottled in food-grade glass. This work represents the first application in which phthalates and adipates are analyzed in kombuchas.