具有离子液体性质化合物的合成研究

摘要

离子液体即在室温或室温附近温度下呈液态的由离子构成的物质.它一般是由有机阳离子和无机阴离子所组成.因其熔点低、蒸气压小、电化学窗口大、酸性可调及良好的溶解度、粘度、密度等特点巳经或正在电化学、有机合成、催化、分离等领域被广泛应用,并因其对环境友好吸引了工业的兴趣.本文合成了三种离子液体:四氟硼酸1-甲基-3-乙基咪唑(简称[emim]BF<,4>)、四氟硼酸N-乙基吡啶(简称[epy]BF<,4>)、四氟硼酸N-丁基吡啶(简称[bpy]BF<,4>).首先以溴乙烷与吡啶反应合成了作为离子液体中间体的溴化N-乙基吡啶([epy]Br)在制备过程中,为了获得最佳的反应条件,在不同的反应温度,用不同的物料配比,在三种不同的溶剂下反应.进而利用[epy]Br与AgBF<,4>在甲醇中发生复分解反应,合成出了四氟硼酸N-乙基吡啶([epy]BF<,4>).用同样的方法合成出了四氟硼酸N-正丁基吡啶([bpy]BF<,4>).在制备四氟硼酸1-甲基-3-乙基咪唑([emim]BF<,4>)的时,首先根据一步环合法以乙二醛、甲醛、甲氨、氨水为原料合成出N-甲基咪唑,进而与溴乙烷反应合成出离子液体的中间体溴化1-甲基-3-乙基咪唑([emim]Br),再与AgBF<,4>的阴离子进行阴离子互换,获得最终产物四氟硼酸1-甲基-3-乙基咪唑([emim]BF<,4>).通过IR、<'1>H-NMR等手段对这三种离子液体的化学结构进行表征,证明与预期结构相符.

目录

文摘

英文文摘

第一章文献综述

1.1离子液体的研究进展

1.2离子液体的组成

1.3离子液体的合成及纯化

1.3.1直接合成法

1.3.2两步合成法

1.4离子液体的结构和性能

1.4.1熔点

1.4.2密度

1.4.3粘度

1.4.4溶解性

1.4.5热稳定性

1.4.6酸碱性

1.4.7配位能力

1.4.8导电性和电位窗

1.4.9表面张力

1.5离子液体的应用

1.5.1电化学的应用

1.5.2化学反应中的应用

1.6本论文研究的内容

第二章N-烷基吡啶盐的合成及表征

序言

2.1溴化N-乙基吡啶的合成

2.1.1实验药品和仪器

2.1.2反应原理

2.1.3实验步骤

2.1.4实验结果与讨论

2.1.5[epy]Br的结构表征

2.2 四氟硼酸N-乙基吡啶（简称[epy]BF4）的制备及表征

2.2.1实验仪器和药品

2.2.2反应原理

2.2.3实验步骤

2.2.4[epy]BF4的结构表征

2.3溴化N-正丁基吡啶盐的合成

2.3.1实验药品与仪器

2.3.2反应原理

2.3.3实验步骤

2.3.4[bpy]Br的结构表征

2.4四氟硼酸 N-正丁基吡啶（简称[bpy]BF4）的制备

2.4.1实验仪器与药品

2.4.2反应原理

2.4.3实验步骤

2.4.4[bpy]BF4的结构表征

第三章N-烷基咪唑盐的合成及表征

序言

3.1 N-甲基咪唑的制备

3.1.1实验仪器和药品

3.1.2反应原理

3.1.3实验步骤

3.1.4实验结果与讨论

3.1.5[mim]Br的结构表征

3.2溴代1-甲基-3-乙基咪唑盐的合成

3.2.1实验药品与仪器

3.2.2反应原理

3.2.3实验步骤

3.2.4实验结果与讨论

3.2.5[emim]Br的结构表征

3.3四氟硼酸1-甲基-3-乙基咪唑[emim]BF4的制备及表征

3.3.1实验仪器与药品

3.3.2实验仪器

3.3.3反应原理

3.3.4反应步骤

3.3.5[emim]BF4的结构表征

第四章结论

参考文献

附录

硕士期间发表的论文

致谢