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功能化离子液体的合成、表征及性能研究

邹婷  
【摘要】: 由于离子液体具有可忽略的蒸汽压,良好的电导性,较高的热稳定性和化学稳定性,以及宽的电化学窗口等独特的性质,使得离子液体的研究受到人们越来越多的关注,它们在有机合成中作为溶剂、催化剂得到广泛的应用,同时在电化学领域也应用甚广。近年来,为了满足各种特殊用途的需要,合成具有某些特殊性质的离子液体(例如低的熔点,相对适中的粘度,高的电导率,可调变的酸碱性和配位性)已经逐渐成为离子液体的研究热点。 本论文主要是关于功能化离子液体的合成、表征及性能研究。论文主要分为二个部分,第一部分是以C为中心的新型不对称阴离子离子液体的合成、表征及应用,第二部分是以N为中心的新型不对称阴离子离子液体的合成、表征及应用。 在以C为中心的新型不对称阴离子离子液体的合成、表征及应用中,我们首次通过含不对称二氰基酰基甲烷的钠盐、二氰基磺酰基甲烷的钾盐与季铵类、烷基吡咯类、烷基咪唑类溴盐进行离子交换,合成了一系列以C为中心的含氰基官能团的不对称阴离子离子液体。通过红外、核磁共振、质谱和元素分析等手段对离子液体的结构进行了表征,并且对离子液体的物化性质进行研究。热重分析表明不对称功能化离子液体具有良好的热稳定性,其分解温度在219-319℃范围内。DSC研究表明阴离子结构的不对称性、弱的阴阳离子间相互作用及正负电荷离域有利于降低离子液体的熔点。利用离子液体中氰基的配位性,将功能化离子液体[Bmim][C(CN)_2COCH_3]作为配体应用于无膦配体的Suzuki偶联反应体系中,发现与不加离子液体相比较,在反应中加入功能化离子液体[Bmim][C(CN)_2COCH_3]可以使反应收率提高10-15%。 在以N为中心的新型不对称阴离子离子液体的合成、表征及应用中,我们通过含不对称氰基酰基胺的钾盐与季铵类、烷基吡咯类、烷基咪唑类溴盐进行离子交换,合成了一系列以N为中心的含氰基官能团的不对称阴离子离子液体。通过红外、核磁共振、质谱对离子液体的结构进行表征,并且对离子液体的物化性质进行研究。热重分析表明不对称功能化离子液体具有良好的热稳定性,其分解温度在224-289℃范围内。利用离子液体中氰基的配位性,将功能化离子液体[Emim][N(CN)COC_2H_5]作为配体应用于无膦配体的Suzuki偶联反应体系中,发现与不加离子液体相比较,在反应中加入功能化离子液体[Emim][N(CN)COC_2H_5]可以使反应收率提高10-20%左右。


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