功能化离子液体的设计、合成及应用

• 作 者: 刘卉
• 机 构: 北京大学
• 出 处: 北京大学
• 发表日期: 2007年期
• 关键词: 离子液体 冠醚功能化 电化学 催化 冠醚化合物

离子液体被称为是“设计者的溶剂”，其结构可调性是离子液体最重要的特性。通过各种结构阴、阳离子的配对，或在阴和/或阳离子中引入不同的官能团从而调整离子液体的化学组成，实现离子液体物化性质的改变，从而得到具有所需性质的功能专一的离子液体，即功能化离子液体。
离子液体功能化设计的前提是各种性质数据的积累及对离子液体的结构--性能之间关联的深入认识。我们通过循环伏安法测定了离子液体的电化学窗口，得到常用离子液体阴、阳离子的电化学稳定性顺序，为设计、合成适合电化学研究的宽化学窗口的离子液体奠定了基础。
我们通过红外光谱法，使用丙酮、Fe(CO)<,5>作为探针测定了一系列离子液体的极性，并发现[N8888]Tf<,2>N极性最低。低极性离子液体的筛选打破离子液体是高极性溶剂的传统概念，扩充了离子液体体系的应用范围。低极性的离子液体具有特殊的溶解性能，为富勒烯、甲烷的研究开辟了新的空间。我们也成功的将其应用在电化学研究中，作为甲苯的支持电解质，为电化学的研究提供了新的思路。
我们设计、合成了集离子液体与冠醚化合物特性于一身的冠醚功能化的离子液体。Finkelstein反应是一种典型的亲核取代反应，通常使用DMF或DMSO作为反应溶剂。我们采用阳离子侧链带有苯并15冠5功能基团的离子液体作为反应催化剂在常用离子液体体系对该反应进行了研究，得到了高的反应速率和令人满意的产率，反应过程无冠醚化合物的流失。冠醚功能化的离子液体在反应中显示出了离子识别能力。