论文部分内容阅读
离子液体是由有机阳离子和有机或无机阴离子组成的低温熔融盐，由于它们特殊的化学、物理性质，被作为环境友好的溶剂和催化剂在绿色化学上得到了广泛的研究。本论文旨在开发新的功能化离子液体以及其在绿色化学领域的应用，主要体现在以下两个方面：
☆功能性胍盐离子液体的设计、合成及应用
六烷基胍盐是一类高效的相转移催化剂，具有高的热、化学稳定性。在配位化学及催化方面有广泛的应用。胍盐阳离子具有路易斯酸及相转移催化活性，如能设计、合成出基于胍盐结构的离子液体，这样的离子液体也应具备路易斯酸性或相转移催化活性。因此，笔者首次设计、合成了一系列的特殊功能性胍盐离子液体。研究结果表明，笔者设计、合成的胍盐离子液体，可以高效地催化以次氯酸钠为氧化剂的苄醇系列衍生物的选择性氧化反应。该过程具有高选择性、有效减少易挥发性溶剂的使用、产品易分离、催化体系可重复利用等优点，是一个典型的绿色催化体系。研究还发现，胍盐离子液体还可高效催化二氧化碳与环氧化合物加成合成环状碳酸酯反应。值得指出的是，基于特殊结构的、新的胍盐离子液体催化体系在合成环碳酸酯的反应中表现出了很高的催化活性，是现有的最高催化活性的催化体系之一，在二氧化碳的化学固定方面具有潜在的工业化应用价值。
☆强氢键破坏能力离子液体在生物大分子加工上的应用
咪唑氯盐离子液体BmimCl等在一定的条件下具有很强的氢键破坏能力，文献报道，咪唑氯盐离子液体可以溶解普通有机溶剂难以溶解的天然纤维素。这一发现，为天然大分子的改性及加工开辟了一条新的途径和理想的绿色加工平台。在前人工作的基础上，笔者系统研究了离子液体对其他生物大分子的溶解及加工行为。笔者发现离子液体BmimCl是能够溶解蚕丝和羊毛的良好溶剂。在温和的条件下，我们能很容易地制备10％质量浓度的羊毛角蛋白溶液和18％质量浓度的蚕丝蛋白溶液。重要的是，利用这个加工平台，可以制备羊毛角蛋白/纤维素、蚕丝蛋白/纤维素等共混新材料。这一研究结果，为每年数以万吨级的粗长羊毛，因剪毛或其他加工形成极短的没有纺织价值的羊毛、废旧蚕丝的再生利用，提供了一个潜在的有效解决方法。另外，笔者还发现了一个混合离子液体体系能很好的溶解甲壳素、壳聚糖。在90℃，4小时内能制备3％质量浓度的壳聚糖溶液；5％质量浓度的甲壳素溶液。而单一组份的离子液体，如：BmimCl、AmimCl，不能完全溶解甲壳素、壳聚糖，只能获得一个高度溶胀的溶液。高度溶胀的壳聚糖/离子液体溶液，可以有效地可逆吸附二氧化碳，使这个天然唯一的碱性聚合物在二氧化碳的分离与固载上有潜在的应用价值。甲壳素、壳聚糖在离子液体中的溶解行为，为它们的均相化学修饰、生物酶固载、再生保健纤维的制备、二氧化碳分离等提供了有效的研究发展空间。