醚基功能化离子液体[C_(2)2O1IM][NTf_(2)]+甲酰胺(FA)/二甲基甲酰胺(DMF)二元混合物的物理化学性质研究

1-(2-甲氧基乙基)-3-乙基咪唑双三氟甲基磺酰亚胺盐([C_(2)2O1IM][NTf_(2)])作为醚基功能化离子液体具有热稳定性好、低黏度、较高的电导率等许多优良特性。对[C_(2)2O1IM][NTf_(2)]+甲酰胺(FA)/二甲基甲酰胺(DMF)二元混合物进行了研究,测定在温度15~50℃和大气压下整个组成范围内此二元混合物的密度ρ、声速u和黏度η。根据实验数据,计算了体系的超额摩尔体积V_(m)^(E)、等熵压缩系数偏差Δκ_(s)和黏度偏差Δη。所得结果用这些混合物中发生的分子间相互作用来解释。

苯并噻唑型功能化离子液体催化酮酚缩合反应的研究

以N-(3-磺酸基丙基)苯并噻唑、N-(3-磺酸基丙基)-2-巯基苯并噻唑为阳离子和硫酸氢根、对甲苯磺酸根为阴离子合成了4种功能化离子液体(ILs)。利用IR、1HNMR和MS对ILs进行结构表征;利用Hammett法和Ellman法对功能化离子液体的酸度和有效巯基含量等催化性能指标进行表征。同时,评价了该系列功能化离子液体在苯酚分别与环己酮、苯乙酮缩合反应中的催化效果,其中以阳离子结构中含有—SH、阴离子为对甲苯磺酸根的功能化离子液体对不同的酮底物均表现出良好的催化效果。考察反应温度对ILs催化酮酚缩合反应的影响,探究脂肪酮和芳酮的反应活性差异,结果表明,环己酮反应活性明显高于苯乙酮,且酚酮缩合反应是具有动力学和热力学控制特征的反应。基于实验结果分析了ILs催化酮酚缩合反应的可能机理。

醚基功能化离子液体催化合成乙酸正丁酯

合成了5种醚基功能化酸性离子液体[Me(OEt)_1-MOR-C_3SO_3H][MeSO_3]、[Me(OEt)_2-MOR-C_3SO_3H][MeSO_3]、[Me(OEt)3_-MOR-C_3SO_3H][MeSO_3]、[2(C_3SO_3H-MOR)-(OEt)_(200)][2MeSO_3]、[2(C_3SO_3H-MOR)-(OEt)_(400)][2MeSO_3],使用红外光谱和核磁共振氢谱对合成的离子液体结构进行表征,考察离子液体的黏度、溶解性和腐蚀性。以正丁醇和乙酸的酯化反应考察了离子液体的催化活性,并使用响应面分析法优化反应工艺。结果表明,当酸醇摩尔比为1.2:1、催化剂[2(C_3SO_3H-MOR)-(OEt)_(400)][2MeSO_3]用量为醇质量的5%、带水剂用量为醇质量的16%时,在90℃下反应5 h,酯收率可达97.8%,离子液体经回收干燥重复使用8次催化活性没有明显的降低。

酰胺功能化咪唑型离子液体的合成、性能及应用

合成了一系列含有酰胺片断结构的咪唑型离子液体,总收率达到51.8%～74.0%.用1HNMR、FTIR、元素分析、DSC、TG、黏度、溶解性和电化学等表征手段,对其结构组成和物理性质进行了全面的表征.结果表明：这些酰胺功能化咪唑型离子液体具有热稳定性高（在295.2 ℃以下不分解）、电化学窗口宽（4.0～ 4.2 V）、凝固点低（最低可达-76.5 ℃）等特点,并在极性溶剂中具有良好的溶解性.探讨了3-（N,N-二乙基氨甲酰基甲基）-1-甲基咪唑四氟硼酸盐（3a）离子液体在缩醛（酮）化反应中的应用,获得了比传统离子液体1-正己基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐（HeMImBF4）更优的反应结果,转化率相对提高2%～17%.

N-酯基取代吡啶功能化离子液体的合成与表征

合成了系列新型N-酯基取代吡啶功能化离子液体,采用NMR、FTIR、ESI-MS、TG-DSC等表征手段,对其结构组成和物理性质进行了全面的表征.结果表明,阴离子相同的N-酯基功能化离子液体与常规溶剂的相溶性基本相同,由于酯基的引入,这类离子液体与乙酸乙酯的相溶性降低.含有相同阴离子的N-酯基吡啶功能化离子液体的熔点随着取代基碳链的增长逐渐下降,阴离子为BF4-、PF6-的功能化离子液体具有较好稳定性,热分解温度在300℃左右.通过酯基对离子液体阳离子进行功能化,可以对离子液体的物理、化学性能进行调变.

功能化离子液体氯化1-(2-羟乙基)-3-甲基咪唑噁盐催化的Knoevenagel缩合反应

在无溶剂条件下 ,采用催化量的功能化离子液体氯化 1 甲基 3 羟乙基咪唑盐作为催化剂 ,在 80℃条件下顺利地催化一系列芳醛和活泼亚甲基化合物进行Knoevenagel缩合反应 ,以 82 %～ 97%的产率生成相应E 式烯烃 .反应在中性条件下进行 ,条件温和 ,产率高 。

酯基功能化离子液体作为钢/钢摩擦副润滑剂的摩擦学性能研究

合成了含酯基官能团的咪唑类离子液体;研究了其物化性质及热稳定性;通过与非功能化的烷基咪唑离子液体对比,在SRV摩擦磨损试验机上研究了常温及高温条件下酯基功能化离子液体作为钢/钢摩擦副润滑剂的摩擦学性能;用SEM和XPS对磨斑表面进行了分析.结果表明:酯基功能化离子液体具有很高的热稳定性;酯基团的引入使得离子液体的黏度有所增加,导致其在较低载荷下的减摩性能降低,但引入的酯基官能团增强了离子液体对金属表面的化学吸附力,使其抗磨性能显著提高,在高载荷下离子液体分解所产生的活性元素氟与摩擦副表面的金属发生摩擦化学反应,生成以氟化亚铁和氧化铁为主体的边界润滑膜,从而降低了摩擦和磨损.同时发现含有TF2N-阴离子的功能化离子液体较含有BF4-阴离子的功能化离子液体具有更好的抗磨性能;含有较长N-烷基链的功能化离子液体的抗磨减摩性能较好.

含酯基功能化离子液体的合成表征及其性质

通过两步法合成了含酯基官能团的咪唑类离子液体1-乙酸乙酯基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐,采用核磁共振、红外光谱、元素分析对其进行了结构表征,证明了该合成方法的可靠性;对功能化离子液体的基本物化性质、黏温性、吸湿性、溶解性、熔点及热稳定性等进行了研究,并选择了含有相同烷基的1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐的传统离子液体进行对比,发现官能团的引入,使传统烷基咪唑类离子液体呈现出不同的特性。该研究结果为进一步开展功能化离子液体的摩擦学研究打下了基础。

含酯基功能化离子液体润滑剂的摩擦学性质

合成了含酯基官能团的功能化离子液体1-乙酸乙酯基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([EAMIM]BF4),对其物化性质进行了测定,并选择了含有相同烷基的传统离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([BMIM]BF4)进行对比,在四球摩擦机上研究了这两种离子液体的摩擦学性能,用SEM和XPS对磨斑表面的形貌和主要元素进行了分析,并探讨了两种离子液体不同的润滑机理。结果表明,[EAMIM]BF4所具有的较高黏度导致其在低载荷下的减摩性稍差,但由于其所含的酯基官能团在摩擦表面形成化学吸附边界润滑膜,故其抗磨性较[BMIM]BF4好。

微波辐射下磺酸基功能化离子液体无溶剂催化合成4-甲基香豆素及其衍生物

研究了3种磺酸基功能化离子液体催化香豆素及其衍生物的合成,取代酚与乙酰乙酸乙酯在无溶剂微波辐射条件下,通过Pechmann缩合反应,合成了一系列4-甲基香豆素衍生物,探讨了反应时间、反应温度、催化剂用量、离子液体重复使用性能诸因素对产品产率的影响。结果表明,离子液体[C3SO3Hmim]HSO4是合成目标产物的良好催化剂,微波辐射时间10 min,反应温度100℃,n(酚)∶n(乙酰乙酸乙酯)=1∶1,催化剂用量x([C3SO3Hmim]HSO4)=20%时,最高产率可达94%。该法反应条件温和,操作简便,产物易分离,产率高,环境友好,离子液体可重复使用4次。

巯基功能化离子液体辅助制备单晶金纳米粒子链

文中采用巯基功能化离子液体作为稳定剂、硼氢化钠作为还原剂的湿化学制备方法,在室温条件下制备出单晶金纳米粒子链。根据紫外-可见吸收光谱、透射电子显微镜和X射线衍射结构表征说明产物是链状的单晶纳米金。

功能化离子液体催化氧化偏三甲苯合成2,3,5-三甲基苯醌

以磺酸基功能化离子液体与CuCl2的配合物为催化剂,H2O2为氧化剂,直接催化氧化偏三甲苯合成2,3,5-三甲基苯醌。考察了催化剂用量与配比、反应温度、反应时间等因素对反应的影响。探讨了功能离子液体与CuCl2的配合物催化氧化反应机理。该催化剂体系具有较好的活性和选择性,2,3,5-三甲基苯醌产率达78.7%,纯度为99.5%。该方法具有原子经济性好,生产成本低,环境污染小,催化剂可循环利用,为工业生产2,3,5-三甲基苯醌提供了一种较好的方法。

甲醛在PtAuPd纳米合金／巯基功能化离子液体修饰电极上的电催化氧化

H2O2的测定方法有较多报道，电化学法测定H2O2一般是基于它在电极上的催化氧化还原。常用的催化材料有金属络合物、金属颗粒、纳米材料及酶等。将不同材料结合起来，有望改善H2O2传感器的性能，近些年来有关这方面的研究比较多。本文通过混合、电沉积和吸附等方法制备了MWNTs-合金微粒-离子液体-HRP复合膜H2O2传感器，并对其相应性能进行了研究。

两种基于哌嗪阳离子的磺酸功能化离子液体的合成及其结构表征和物理性质测定

以哌嗪、1,4-丁磺酸内酯及硫酸或磷酸为原料,合成了两种基于哌嗪阳离子的磺酸功能化酸性离子液体硫酸氢盐([(HSO3-b)2pi]2+.2[HSO4]-)和1,4-二(4-磺酸基丁基)哌嗪磷酸二氢盐([(HSO3-b)2pi]2+.2[H2PO4]-);利用傅立叶变换红外光谱、核磁共振氢谱和碳谱表征了两种产物的结构,并测定了其熔点、黏度、电导率、热稳定性等物理性质.

酸性功能化离子液体1-(3-磺酸基)丙基-3-甲基咪唑磷酸盐的制备及在Mannich反应中的应用

探索了酸性功能化离子液体1-(3-磺酸基)丙基-3-甲基咪唑磷酸盐的微波合成及在Mannich反应中的催化活性。利用正交实验的方法,考察了反应条件对产率的影响,结果表明,当n(对硝基苯甲醛):n(环己酮):n(苯胺)=1:1:1.5,催化剂用量为0.7g,微波辐射功率为400W,辐射10min时,产率可达84.56%。

添加萘基功能化离子液体润滑脂的摩擦学性能

以三氟甲基磺酰胺为阴离子,萘基功能化咪唑为阳离子,合成了2种萘基功能化离子液体——1-萘甲基-3-甲基咪唑二(三氟甲基磺酰胺)离子液体([NMMIm]NTf_(2))和1-萘甲基-3-丁基咪唑二(三氟甲基磺酰胺)离子液体([NMBIm]NTf_(2));并将其添加到聚α烯烃(PAO10)复合锂基润滑脂中,采用四球摩擦试验机考察了其摩擦学性能。结果表明:添加萘基功能化离子液体的复合锂基润滑脂在室温(25℃)和高温(100℃)下均能降低摩擦系数、减小磨斑直径,表现出优异的减摩抗磨性能。通过X射线光电子能谱对磨斑表面元素进行分析,结果表明:萘基功能化离子液体优异的摩擦学性能归因于离子液体中的活性元素N、O、P和S与摩擦副表面的Fe元素发生摩擦化学反应形成的摩擦化学反应膜。

醚基功能化离子液体[MOEMIm]Cl和[EOEMIm]Cl热力学性质

通过核磁共振氢谱,核磁共振碳谱,元素分析和热重分析对醚基功能化的离子液体[MOEMIm]Cl和[EOEMIm]Cl进行了表征。在温度范围T=288.15–328.15 K内,测定了离子液体[MOEMIm]Cl和[EOEMIm]Cl的密度(ρ)、表面张力(γ)和折光率(nD)。根据这些实验数据,讨论并计算了离子液体[MOEMIm]Cl和[EOEMIm]Cl的体积性质。计算出离子液体[MOEMIm]Cl和[EOEMIm]Cl的摩尔表面吉布斯自由能(gs)、摩尔表面熵(s)、摩尔表面焓(h)、摩尔极化度(Rm)和摩尔极化率(αp),h均近似为一个常数说明这两种离子液体从内部到表面的过程是一个等库仑过程,同时这两种离子液体的Rm和αp均与温度无关。本文还用摩尔表面Gibbs自由能改进Lorentz-Lorenz方程并预测离子液体表面张力,预测值与实验值高度相关。

聚乙二醇-硅基双功能化离子液体/Rh(PPh_3)_3Cl催化烯烃硅氢加成反应

本文制备了一系列聚乙二醇-硅基双功能化咪唑型离子液体并进行了核磁表征,进一步应用于Rh(PPh_3)_3Cl催化烯烃硅氢加成的反应中.研究了不同链长离子液体、离子液体用量及其不同烯烃对催化效果的影响.在无溶剂条件下,该催化体系表现出较高的烯烃转化率及良好的产物选择性.

丙烯酰胺在离子液体中的原子转移自由基聚合

在1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体中以氯化苄为引发剂,氯化亚铜/2,2′-联吡啶为催化剂实现了丙烯酰胺的原子转移自由基聚合(ATRP)。用IR对聚合物的结构进行了表征,证实聚合物链端具有—Cl端基。考察了引发剂用量、催化剂和配体用量、单体用量和反应时间等因素对丙烯酰胺在离子液体中的原子转移自由基聚合的影响。结果表明,反应时间为1.5h时转化率达到31.43%,MnGPC=4451,Mw/Mn=1.38。且80℃下丙烯酰胺在离子液体中的最佳聚合工艺条件为:单体浓度3mol/L,引发剂浓度0.010mol/L,催化剂浓度0.015mol/L,反应时间1h。

离子液体中单电子转移活性自由基聚合法制备星形聚丙烯酰胺

以季戊四醇为原料,合成了2,2-二溴甲基-1,3-二溴丙烷(PEBr4),并以此为四官能度引发剂,Cu0粉/三-(2-二甲氨基乙基)胺(Me6-TREN)为催化体系,在离子液体中实现了丙烯酰胺(AM)的单电子转移活性自由基聚合(SET-LRP),得到了窄分子量分布的星形聚丙烯酰胺(PAM),Mw/Mn约为1.26(MGn PC=14.1×103,转化率为43.4%)。采用1H NMR对PAM结构进行表征确认,并采用GPC测定了PAM的分子量及分子量分布;考察了水、单体/催化剂(引发剂)配比对聚合反应的影响。结果表明,少量水的加入能够加快聚合反应,使链增长速率常数由kapp p=0.042 4 h-1增加至kapp p=0.148 6 h-1;催化剂、引发剂用量越大,AM的SET-LRP的聚合反应速率越快,聚合反应的可控性越好,Mn随催化剂用量的增大及引发剂用量的减小而增大,且与理论分子量相近,分子量分布均呈下降趋势。