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什么是離子液體?知識介紹匯總(含分類及部分定制)

時間:2022-09-22 10:03:13       瀏覽:1006

最近看到這段對話:

什么!離子液體。鹽水不是離子液體嗎?

不是。里邊有水分子。

熔鹽不是離子液體嗎?

是。但不是我們現在所談的離子液體。

那離子波體是什么?

是一批在室溫下完全離子組成的有機液體物質,全名叫室溫離子液體。

 

 

下面小編就來給大家解析---什么是離子液體?

 

 

離子液體

   離子液體是指全部由離子組成的液體,如高溫下的KCI,KOH呈液體狀態,此時它們就是離子液體。在室溫或室溫附近溫度下呈液態的由離子構成的物質,稱為室溫離子液體、室溫熔融鹽、有機離子液體等,目前尚無統一的名稱,但傾向于簡稱離子液體。

 

在離子化合物中,陰陽離子之間的作用力為庫侖力,其大小與陰陽離子的電荷數量及半徑有關,離子半徑越大,它們之間的作用力越小,這種離子化合物的熔點就越低。某些離子化合物的陰陽離子體積很大,結構松散,導致它們之間的作用力較低,以至于熔點接 近室溫。

 

種類

離子液體是由有機陽離子和無機或有機陰離子構成的,常見的陽離子有季銨鹽離子、季鏻鹽離子、咪唑鹽離子等陰離子有鹵素離子、四氟硼酸根離子、六氟磷酸根離子等。

 

目前所研究的離子液體中,陽離子主要以咪唑陽離子為主,陰離子主要以鹵素離子和其它無機酸離子為主

根據離子液體中有機陽離子母體的不同,可以將離子液體分為咪唑鹽類、吡啶鹽類、季銨鹽類和季膦鹽類等。根據離子液體在水中溶解性的不同,也可以將離子液體分為親水性離子液體和疏水性離子液體。

 

 

離子液體在有機合成反應中的應用

1、Diels-Alder環加成反應

在離子液體中進行Diels-Alder反應的優點:體系有足夠低的蒸汽壓、可再循環、無爆炸性、熱穩定且易于操作。第一個被研究的反應是在[EtNH3][NO3](EAN)中環戊二烯與丙烯酸甲酯和甲基酮的反應,與非極性有機溶劑相比,該反應表現出明顯的高內旋產物傾向和快的反應速率特征。

 

2、烷基化反應

苯與鏈烯烴或鹵化烷進行的烷基化反應是Lewis酸催化的一類反應,因此酸性MCI/AICl3離子液體可以作為新的替代催化劑。使用HCI改性過的MCI/AICL3離

子液體催化苯與二氯甲烷反應,催化活性高,在常溫下反應,僅用5min轉化率達

99%,產率95%以上,遠高于無水AlCl3為催化劑時的57%和38.4%,而且可容易

地分離出產物。

 

3、酯化反應

N-l-butylpyridinium chloride/AIClz離子液體作為反應介質和催化劑,實現了清潔化酯化反應工藝。這種酯化工藝的明顯優勢在于: (1)反應產物酯不溶于離子液體,因此分離容易;(2)反應完成后,離子液體在100C下加熱除去反應中生成的水就可重新使用。

 

4、Beckmann重排反應

Beckmann重排是ε-己內配胺等內配胺的實驗室合成及工業生產中常用的方法,在通常的反應中,反應的介質是大量的濃硫酸、五氯化磷在乙醚中或醋酸和醋酸酐的氯化氫溶液等,這些腐蝕性酸及大量有機溶劑在工業中對設備要求高、危險因素多、廢物多及環境污染大。

 

5、Friedel-Crafts乙?;磻?/span>

芳環上的氫在B-酸或者L-酸的作用下被烷基取代,稱為Friedel-Crafs反應;若被酰基取代,則稱為Friedel-Crafts?;磻?。傳統的Friede1-Crats催化劑為AIX3型的L-酸,反應溶劑為石油醚、氯苯等,一般反應5h-6h, 收率為80%左右,產物為各種異構體的混合物,選擇性差。如若在[Emim][AICl]離子液體中進行,該物同時作為溶劑和催化劑,反應只需3s就轉化完全(100%轉化),選擇性高。

 

6、Heck芳基化反應

Pd/C為催化劑,在離子液體[Bmim][PF6]中芳基鹵與烯烴進行反應,優點是催化劑很好地分散在離子液體中構成穩定的催化體系,反應完成后,用正己烷萃取出產物,催化劑可循環使用,催化活性并不降低。

 

 

7、酰基化反應

許多工廠中使用HF或AlCl3為催化劑進行苯的衍生物的酰基化會產生大量的廢棄物,以離子液體取代傳統的催化劑是解決這一問題的方法。對甲苯、間二甲

苯、均三甲苯、甲氧基苯的?;磻难芯勘砻鳎秒x子液體[Bmim]FeCl3],

[Bmim][SnCl]是Friedel-Crafts酰基化反應的適宜催化劑,轉化率和產率都較

高,特別在[Bmim][FeCl3],離子液體中進行反應時,除間二甲苯酰基化反應的

選擇性為80%外,其它反應都可得到很高的選擇性和轉化率。

 

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