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《河北工业大学》 2007年
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有机胍盐离子液体的合成及结构表征

刘择收  
【摘要】: 采用三氯氧磷法合成了四种N”位不同取代基的五烷基胍化合物,即N,N,N’,N’-四甲基-N”-丁基胍(BuTMG)、N,N,N’,N’-四甲基- N”-环己基胍(CyTMG)、N,N,N’,N’-四甲基-N”-辛基胍(OctTMG)及N,N,N’,N’-四甲基-N”-苯基胍(PhTMG) ,其中CyTMG、OctTMG及PhTMG等三种五烷基胍化合物为新合成的化合物。采用红外(IR)、核磁共振~1H谱(~1H-NMR)及电喷雾质谱(ESI-MS)等方法对新合成的五烷基胍的结构进行了表征。 利用BuTMG通过与碘甲烷的N-甲基化反应合成了N,N,N’,N’-四甲基-N”-甲基-N”-丁基胍碘盐([MBTMG]I) ,然后经复分解反应首次合成了阴离子为BF_4~-,PF_6~-,CH_3COO~-,CF_3COO~-,CF_3SO_3~-和CH_3CH(OH)COO~-的六种N,N,N’,N’-四甲基-N”-甲基-N”-丁基胍盐离子液体。采用IR,~1H-NMR,ESI-MS及元素分析等表征方法对N,N,N’,N’-四甲基-N”-甲基-N”-丁基胍四氟硼酸盐离子液体([MBTMG]BF_4)、N,N,N’,N’-四甲基-N”-甲基-N”-丁基胍六氟磷酸盐离子液体([MBTMG]PF_6)、N,N,N’,N’-四甲基-N”-甲基-N”-丁基胍三氟乙酸盐离子液体([MBTMG]CF_3COO)、N,N,N’,N’-四甲基-N”-甲基-N”-丁基胍三氟甲基磺酸盐离子液体([MBTMG]CF_3SO_3)等胍盐离子液体的结构和组成进行了确定。采用IR,~1H-NMR及ESI-MS分析等方法对N,N,N’,N’-四甲基-N”-甲基-N”-丁基胍乙酸盐离子液体([MBTMG]CH_3COO)和N,N,N’,N’-四甲基-N”-甲基-N”-丁基胍乳酸盐离子液体([MBTMG]CH_3CH(OH)COO)等胍盐离子液体的结构进行了表征。 采用三氯氧磷法的合成路线新合成了N,N,N’,N’-四甲基-N”-甲基-N”-环己基胍基离子液体,包括N,N,N’,N’-四甲基-N”-甲基-N”-环己基胍碘盐([MCyTMG]I)、N,N,N’,N’-四甲基-N”-甲基-N”-环己基胍四氟硼酸盐离子液体([MCyTMG]BF_4)和N,N,N’,N’-四甲基-N”-甲基-N”-环己基胍六氟磷酸盐离子液体([MCyTMG]PF_6)等,并采用IR,~1H-NMR及ESI-MS分析等表征方法确定了其结构。 新合成了两种固体型N,N,N’,N’-四甲基-N”-甲基-N”-辛基胍盐离子液体,即N,N,N’,N’-四甲基-N”-甲基-N”-辛基胍碘盐([MOTMG]I)和N,N,N’,N’-四甲基-N”-甲基-N”-辛基胍六氟磷酸盐离子液体([MOTMG]PF_6) ,并采用IR,~1H-NMR,ESI-MS及元素分析等方法表征了其结构。 对合成的所有胍碘盐及以PF_6-为阴离子的胍盐离子液体中的固体进行了熔点测定,其中固态型胍盐离子液体包括[MBTMG]I,[MOTMG]I,[MCyTMG]I,[MBTMG]PF_6,[MOTMG]PF_6和[MCyTMG]PF_6等。研究了六烷基胍碘盐及其相应的离子液体的熔点与其结构的关系,发现以下规律: (1)对于阳离子结构相同的胍盐离子液体,改变其阴离子可以有效改变其熔点。 (2)胍盐离子液体结构中阴离子(PF_6~-除外)相同时,随着N”位饱和烷基链取代基的增长(C_4~C_8),六烷基胍碘盐的熔点升高,而以PF_6~-为阴离子的六烷基胍盐离子液体的熔点明显降低。 (3)将胍盐离子液体阳离子结构中N”位取代基由饱和烷基链改为碳数相近的环状饱和烷基时,六烷基胍碘盐和以PF_6~-为阴离子的六烷基胍盐离子液体的熔点均显著下降。 本论文合成并表征了五烷基胍、六烷基胍碘盐及其相应的离子液体,为研究这些有机胍盐离子液体的物化性质及实现其在化学反应中的应用奠定了基础。
【学位授予单位】:河北工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:O621.3

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