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离子液体作为新型绿色溶剂和介质,由于具有很多独特性质逐渐成为国内外研究的一大热点,目前已被广泛应用在催化反应、有机合成、萃取分离及电化学等方面。物理和化学性质数据不仅为理论研究提供依据也是相关工业开发应用的重要基础。目前已合成了许多新型的离子液体,同时发表了大量的物性数据,而现已存在的离子液体数据库却只是一些公司产品的数据库如:Merck,SolventInnovation等,从Beilstein中也可以查到少量离子液体的数据(以高熔点溴盐为主),但是有关离子液体体系完整、系统的数据库还未形成。
物质的结构决定性质,离子液体物理化学性质与结构关系的研究可为新型功能化离子液体的设计和应用提供重要依据。理解物质定量结构-性质的关系可以帮助开发新型离子液体,筛选设计出具有特定性能的离子液体,从而降低盲目实验的昂贵费用。
基于上述考虑,本论文做了以下工作:1.收集了1983~2004年文献中(共115篇)关于离子液体的物性数据,对阴阳离子进行了统一的命名,并根据分子中的碳数以及分子量的大小进行排序。共有276种阳离子,55种阴离子,588种离子液体,物性数据3500条。以ACCESS为数据库平台构建了离子液体物性数据库,实现了单机版和网络版。
2.对离子液体的各种物理性质,熔点、热稳定性、粘度、密度、表面张力、电导率等做了系统的分析,研究了阴阳离子对性质的影响规律。
3.分析了离子液体目前的研究状况。以阴阳离子为坐标做出离子液体的研究概况表。以两种离子液体体系(双取代咪唑四氟硼酸盐和双取代咪唑六氟磷酸盐)为例研究了熔点随结构的周期性变化规律,提出离子液体中分子片周期律研究的必要性。
4.用定量结构-性质相关(QSPR)方法对两种体系(双取代咪唑四氟硼酸盐和双取代咪唑六氟磷酸盐)的熔点进行分析计算,得到两个合理化模型,关联系数(R2)分别为0.9047,0.9207。建立了不同体系的熔点与物质结构描述符之间的关系,为以后的分子设计提供指导。