离子液体对纤维素的溶解

纤维素是世界上最丰富的可再生能源,可以从原始生物原料中提取纤维素,但是由于纤维素是由D-葡萄糖以β-1 ,4 糖苷键组成的链状高分子化合物,纤维素中存在大量氢键,所以它的晶体结构非常牢固,这也是纤维素在一般条件下很难溶解于常见溶剂的主要原因。传统溶解纤维素方法,包括铜氨液和磺酸盐,通常比较繁琐或者成本高,需要特殊溶剂,通常是具有高的离子强度和在相对苛刻条件进行。1934年首次发现在离子液体中可以溶解纤维素,但是由于当时尚未建立离子液体概念,而被认为不存在实际应用。直到后来,Rogers和他的研究组进行了大量研究,无论精制或原始的纤维素均可以溶解在亲水性的离子液体中。利用离子液体溶解纤维素,践行了绿色化学的两条原则:利用环境友好的溶剂和生物可再生原料。用于溶解纤维素的室温离子液体主要是 N-甲基咪唑阳离子(BMIM和AMIM),阴离子主要包括Cl-、 HCO2-、 CH3SO4-和 Me2C6H3SO3-等,其分子结构如图6所示,研究发现从纤维素提取和纤维素溶解来说包含有甲基硫酸盐,氢硫酸盐和甲磺酸酯阴离子的离子液体是最高效的[14]。双烷基咪唑氯化物离子液体中高浓度和高活性的Cl-有效地破坏了纤维素中的氢键体系,使纤维素溶解于离子液体。另一方面,离子液体可以利用水化的羟基和自身电荷提供电子给体受体配合物从而破坏纤维素的氢键体系[15]。微波加热可以加速溶解过程,若向离子液体中加入水,乙醇或者丙酮,纤维素又可以很容易的再生。通过改变再生过程,可以制得一系列不同形貌的纤维素,同时纤维素的结晶度也可以调节,从无定形到晶体。然后,离子液体通过蒸发,离子交换,蒸馏,反渗透,盐析等方法就可以被重复利用。

离子液体在摩擦中的应用

离子液体具有一些特殊性质,可以忽略的蒸汽压,非燃性,高的热稳定性,低熔点和高导电能力,这些特性也正是优良的润滑剂所应具备的优点。因此离子液体在摩擦领域中具有很重要的作用。在2001年,离子液体首次作为高性能润滑剂应用在摩擦领域。咪唑类离子液体的分解温度一般在350℃以上,有时甚至到480℃,而且离子液体在低温(-50℃甚至-100℃)仍具有流动性,如此宽的液体温度范围使得离子液体在很宽的温度内都具有良好的减摩抗磨作用。离子液体与其他合成润滑油最显著不同的是离子液体的高极性,从而使得离子液体能够在摩擦副表面形成高效吸附膜和发生摩擦化学反应。如果向离子液体中添加一些添加剂,其摩擦学性能将更加优异。Priest发现添加1%的磷酸甲苯可以通过协同作用使离子液体在高温下很快的形成摩擦膜。离子液体自身就包含抗磨和抗极压的润滑活性元素(N,P,B,F),添加剂的作用是阻止离子液体被氧化和腐蚀摩擦副。传统的润滑油很难应用于特殊条件下的润滑摩擦,而设计的功能化离子液体可以达到这种目的。

离子液体的熔点和粘度是润滑油的两大重要因素,并且都取决于它们的分子结构,阳离子类型,阴离子以及烃基链的类型和长度[9]。在减摩抗磨方面最理想的阳离子是1-烷基-3-甲基咪唑类离子液体。摩擦系数随烷基链的增长而降低,这是由于粘度的增加和长的烷基链可以阻止摩擦副间的直接接触。疏水性离子(如BF4-和PF6-)在潮湿环境易引起钢的腐蚀,PF6-降解后水解产生HF。相反的,其他的疏水性阴离子腐蚀性较小,摩擦学性能也较好。如果离子液体具有相同阴离子和阳离子上取代的烃基链,其粘度按咪唑啉型<吡啶型<吡咯烷鎓盐的顺序增加。对于不同的阴离子类型,粘度按Tf2N-<FAP-< BETI-< BF4-<PF6-<Cl-<Br-的顺序增加。由于离子液体高度对称近乎球形阴离子结构,它经常具有高粘性。离子体积更大,更疏水(BF4-和PF6-),或者通过全氟化引入更多的构象灵活性(Tf2N-,FAP-,BETI-),这样都能减弱离子对间相互作用从而降低粘性。在常见的阳离子离子液体中,最低和最高粘度指数的离子液体都是与Tf2N-结合。了解离子液体粘度与结构的关系有助于我们设计合适的离子液体来满足特殊工况。通过研究离子液体分子结构与其摩擦学性能之间的关系,我们可以得到以下结论:比较理想的阴离子应该是疏水的从而提高减摩抗磨能力和热氧化稳定性。咪唑类阳离子上长的烷基基团可以提高摩擦性能,但是另一方面也会导致热氧化稳定性降低。离子液体的抗磨能力可以通过加入添加剂得到提高,其中氨基酸盐的效果最好。添加剂中的羧基可以很强的吸附在表面,从而形成保护膜。N-苯基添加剂比N-乙酰基添加剂的抗磨性能要好,可能是因为苯基与咪唑环间有芳香作用。

离子液体可以以润滑油,添加剂以及薄膜三种方式表现它的优良的摩擦学性能。其中,分子级的室温离子液体薄膜在中等压力下仍保持良好的润滑性能,在剪切过程中并未出现静摩擦和粘滑运动从而制止了摩擦副可能的磨损[12]。究其原因,可能是离子液体电荷以及其不规则的粒子形状。

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离子液体在材料科学方面的应用

刘维民等人制备了多种咪唑啉类离子液体作为润滑剂,他们发现烷基咪唑四氟硼酸盐离子液体对钢/钢、钢/铝、钢/铜、钢/单晶硅、钢/陶瓷以及陶瓷/陶瓷等体系具有良好的减阻抗磨和高承载能力,是一种极具发展前途的多功能润滑材料。石油基润滑剂通常难以满足低倾点、高黏度指数、高热氧化稳定性、低挥发性等性能要求,离子液体具有的特点与理想润滑剂所期望的性能极为吻合,在空间技术、信息技术、精密机械等领域有良好应用前景。
离子液体兼有透光和导电的特性,使其可能成为一类新型的软光学材料。Seddon等利用过渡金属电子密集特性,将适当的阳离子和富电子的SnBr6阴离子结合,构成一类具有高折光率的液体,用于一些特定矿物的组成鉴定。Wilkes等合成了一系列含硫阴离子的离子液体,这些离子液体显示出很强的三阶非线性光学行为,在非线性光学材料及全光器件方面有潜在的用途。
澳大利亚的研究人员发现,离子液体可以极大地提高人造肌肉的功能(如肌肉的伸缩力量)。利用溶解性能独特的醚键功能化的咪唑盐离子液体,还可以处理核苷等生物大分子,这为某些抗癌药物的寻找和合成提供了很好的思路。英国研究人员将憎水性离子液体用作一些药物的储存剂,构成可控药物释放系统。通过调整烷基咪唑阳离子上烷基侧链的长短,可调控药物释放速率。

离子液体在有色金属湿法冶金中的应用

介绍

有色金属是重要的战略资源并有着广泛的工业应用,比如工业设备,医疗,
运输业,能源,建造业,汽车,飞机,电子设备以及包装材料。大多数的有色金属是通过湿法冶金工业来获得。比如,酸和碱主要用于溶解金属氧化物,硫化物或硅酸盐。电解和溶剂萃取频繁用于回收金属和富集金属。有限数目的高温熔融盐也被广泛应用于难熔金属的回收。像钛和铝就来自于钛矿和铝矿[1]。近年来,有色金属工业在快速地发展并取得了明显的进步。然而,从天然矿石中得到的有色金属的生产一般来说是耗能高,耗酸多,环境污染大以及腐蚀严重。进一步说,矿石需要从富含量少,档次低或地质复杂地段并正在逐渐开采殆尽的高品质矿体中来。因此,以减少能源消耗,降低投资成本和减少温室气体排放的高效低温环境友好型的金属处理技术的发展是当务之急[2]。近年,由于离子液体的低毒性以及对环境几乎没有影响,因此被认为是最有希望的候选者。离子液体作为溶剂在冶金矿石中的应用可以为环保敏感的媒体提供一种潜在性以及为湿法冶金工艺提供替代方案。

离子液体(ILs)也叫做室温离子液体(RILS)以及常温熔融盐。离子液体在常温下为液态[3],是完全由有机阳离子和无机(或有机)阴离子组成。离子液体有许多有趣的物理性质,这些性质引起了许多化学家的基本兴趣。由于在离子液体中进行的热力学和动力学反应不同于在传统的溶剂分子中进行的这两种反应,就我们现阶段所掌握的化学知识来说,化学是不断变化发展的并且是不可预测的。离子液体已被成功广泛地应用于材料的合成和制备,催化剂,金属的电沉积以及燃料电池[4-6]。离子液体在溶剂和电化学方面的应用[4-6]具有以下几点普性:1)非可燃性并且有非常低(或可忽略)的蒸汽压。非可燃性的离子液体用作放热反应的溶剂特别有价值。忽略不计的蒸汽压意味着溶剂的挥发性可被忽略,并减少了对呼吸防护系统和排气系统的需要。利用蒸汽压低的性质可以用于高真空系统和产物与副产物的蒸馏与升华,而这些用传统的低沸点的有机溶剂是做不到的。2)离子液体可以溶解广泛范围的无机和有机化合物。对于将不同组成的试剂溶解到相同相是重要的应用。3)具有广泛的液体范围和热稳定性,可以使之加宽温度范围并且相对于通过使用传统的分子溶剂和电解质系统达到的化学或电化学过程的动力控制来说,这可以使得动力控制更巨大。并且这个性质也用于依赖于温度的分离技术,比如萃取,沉淀或结晶。4)更低的熔点,空气和水的稳定性也增加了电化学的反应范围。5)宽广的电化学窗口,强的电化学稳定性和离子导电性,使得先前超越溶剂极限的电化学过程可以被观察到。并且可以应用于替代传统的溶剂基电解质。它易挥发,易燃,易渗漏且易腐蚀。它已被成功广泛地应用于金属的电沉积(尤其是活泼性金属)以及许多的电化学电器,具体包括:燃料电池,太阳能电池和容量电池。6)离子液体是可设计型溶剂。不同的阳离子和阴离子可以组成不同种的离子液体并且它们的性质可以通过改变阳离子和阴离子被调节到适应一特定过程所需的要求。像浓度,熔点,粘性等性能可以通过简单改变离子的结构而被改变。当在进行溶剂萃取或产物分离时,可以对离子的相对可溶性和萃取相的相对溶解性进行调整,以使该分离尽可能容易,这可以说是实质性的好处。

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离子液体在金属离子的溶剂萃取中的应用

溶剂萃取是一个根据组成在两个不相溶的液相中的溶解性的不同而使两种
或多种组成相分离的过程。在湿法冶金中用萃取法从溶液中分离出金属离子是一种重要的方法。稳定性好,具有非挥发性,广泛的液体范围,可燃性低,可调节的混溶性和极性以及决定于阴阳离子结构的亲水性和疏水性等性质使得离子液体作为一种可以从溶液中用液–液萃取法萃取金属离子的可替代的介质更具有一种吸引力。

DAI等人[29]用二环己基-18-冠醚-6(DCH18C6)作为萃取剂和双(三氟甲烷-黄酰亚胺)作为溶剂从水溶液中萃取出Sr(NO3)2,并观察得到了较大的分配系数值。CHUN等[30]人从CnmimPF6(n=4-9)水溶液中萃取活泼金属,并测得其萃取率较低。当加入萃取剂DCH18C6时,出现高萃取率。选择性顺序为:K+>Rb+>Sd+Cs+>Na+≥Li+。ROGERS等人已将硝酸钠,硝酸铯以及硝酸锶从水溶液中萃取到CnmimPF6的DCH18C6和4,4’(5’)-二叔丁基环己烷-18-冠醚-6(Dtb18C6)中。研究发现,Dtb18C6的萃取率是最高的并且选择性顺序为:Sr+>Cs+>Na+。在含有冠醚[30],杯芳烃[31],双硫腙[32]等额外的萃取剂时[33-60],由于金属阳离子趋向于保留在水相,故将金属离子从水相萃取至离子液体中是低效的。这些物种形成配合物显著地增强了金属离子的分离效果。许多研究工作关注于碱金属的萃取与分离[30-31,38-39],碱金属萃取重金属[29,37-39,41-42],重金属和放射性金属[32-33,36-37,42-49]以及稀土金属[43-60]的萃取与分离。ZHAO等人[35]和CHEN等人[57]已经审查了这个领域的部分工作。表二给出了近年来离子液体萃取金属离子的进展情况,具体包括:碱金属,碱土金属,重金属,放射性金属以及稀有元素。

为了改善金属离子的选择性和溶解性,过去常用的方法包括一种在离子液体结构中名为特定功能化离子液体的金属离子结扎官能团。功能化离子液体在疏水性溶剂和萃取剂中起着双重作用。VISSER等人[36-37]介绍了离子液体的新的硫脲,尿素以及硫醚衍生物。这种离子液体被设计成可以萃取Hg2+和 Cd2+等重金属离子,并且CHEN等人用相同的方法对稀土金属进行萃取和分离[56-57]。
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离子液体在选矿中的应用

在湿法冶金中最重要的过程就是金属从矿石中高效分离后可以从浓缩金属
中回收。近十年来,硫化矿的湿法处理越来越受到人们的重视,如,冶金工业的绿色可持续发展越来越受到关注[7,11,26-27]。一些包括氯化浸出,生物浸出,压力硫酸浸出的浸出过程已被开发成可以从黄铜矿中恢复精铜矿的数据。然而,由于氰化物的剧毒性,会产生环境后果,进出过程是有争议的,并且会检查出浸出新品种,因此,需要为生产铜的操作过程寻找一种新型绿色的湿法冶金过程,这种过程可以在耗能低,耗酸少,耗氧量少以及无污染排放的低温环境和大气环境中进行。离子液体被当做从硫化矿中浸取金,银,铜和碱金属的浸出溶剂(或者一种清洁液体或一种水混合物)[7,26-27]。目前,氰化物主要用于从矿石和精矿中浸出金和银的湿法冶金中。

McCLUSCEY等人通过在电解精炼黄铜矿中使用离子液体的初步调查结果表明离子液体在铜硫化矿和碱金属硫化物处理中应用的可能性[11]。由Fe(BF4)3和四氟硼酸1-丁基-3-甲基咪唑组成的离子液体被用作黄铜矿好的浸出剂。8小时后,水溶液中的四氟硼酸铁和[Bmim]BF4比例为1:1,并且在100°C时有效铜的萃取率达90%。
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离子液体处理金属氧化物

金属氧化物处理在金属萃取,垃圾回收以及催化剂制备中是必不可少的过程。金属氧化物在大多数的分子溶剂中是不溶的,一般要用强的无机酸水溶液来溶解,尤其是高温熔融盐也被广泛用于难熔金属的回收,比如从钛矿和铝矿中得来的钛和铝[1,12-13]。然而,在这些处理过程中会有许多的不足,比如,耗酸量大,废酸的回收,环境污染,能量消耗大以及严重的腐蚀问题。因此,全世界都在关注于寻找一种可以在大气环境和低温环境中进行金属氧化物处理的新型绿色溶剂,使用这种溶剂可以耗能低,耗氧少,以及不含任何污染物的释放。离子液体能够溶解许多无机和有机化合物并且可能在低温时对金属氧化物进行绿色加工。近年来,在这个领域,许多研究工作已受到关注并已经取得了很大的进步。

1997年,DAI和同事们[14]确定UO3咪唑基氯铝酸盐在65°C的溶解度为24.58毫摩尔。BELL等人[15]研究了V2O2(以米)的氯铝酸盐离子液体的溶解度。该氧化物被认为是非常易溶于碱性熔化物,1g的碱性熔化物可以溶解0.15g的氧化物。当然,该氧化物也易溶于中性熔化物。该作者已经报道了V2O5和酸性氯铝酸盐反应形成一种具有挥发性的VOCl3化合物。2003年,ABBOTT等人已经报道了像LiCl和AgCl,芳香酸,氨基酸以及氯化胆碱共晶中的金属氧化物CuO(或尿素混合物)等无机盐的溶解性[16]。一年之后,他们又研究报道了ZnO,CuO和Fe3O4在50°C时由胆碱氯化物和羧酸形成的3个深共晶溶剂(DES)中的溶解性[17]。他们发现Fe3O4在草酸或氯仿混合物中是最易溶的,而在苯丙酸中的溶解度比在草酸或氯仿中的溶解度少20倍。但是,CuO却表现出了相反的特性。有人建议溶剂可被设计为两种氧化物可以优先提取其中一种氧化物。迄今研究,大多数多个离子的过渡金属氧化物被认为是可溶于深共晶溶剂中,虽然说,像硅酸盐和铝酸盐这样的多个共晶金属氧化物是不溶于所有的深共晶溶剂的。这表明金属离子可以从不需要溶解基质的硅铝酸盐中萃取出来。像Cu这样的金属可以在高效电流下使用大容量的电解法从深共晶溶剂中回收。这在矿物萃取和金属氧化物处理中应该有潜在的应用。

2006年,离子液体—-胆碱氯化物(氯仿)和尿素被ABBOTT等人应用于电炉粉尘的处理[18]。研究发现ZnO,Cu2O和PbO2具有很大的溶解度。锌和铅可以被选择性地去除随后从离子液体中电积出来。不溶的铁和硅铝酸盐可以从电炉粉尘中回收。17种普通金属氧化物的溶解度在3种离子液体中已被测定。这些离子液体是由尿素,丙二酸,乙二醇并相对于NaCl和HCl的水溶液按一定比例组成的胆碱氯化物溶液[19]。表一列出了这些物质的具体比例。研究发现其溶解度顺序为:HCl>丙二酸>尿素>NaCl>乙二醇。像ZnO这样的多离子氧化物以类似的方式测得的溶解度比在预期的含水酸性溶液测得的更高。而像TiO2这样的多共价金属氧化物的溶解度可忽略不计。具有特定功能的被质子化的甜菜碱双(三氟甲基黄酰亚胺)([Hbet]Tf2N)离子液体被ABBOTT等人用于金属氧化物和金属盐的选择性溶解[20]。研究发现Sc2O3,Y2O3,La2O3,Pr6O11,Nd2O3,Sm2O3,Eu2O3,Gd2O3,Tb4O7,Dy2O3,Ho2O3,Er2O3,Tm2O3,Yb2O3,Lu2O3,UO3,PbO,ZnO,CdO,HgO,CuO,Ag2O,NiO和MnO金属氧化物可以溶解于[Hbet][Tf2N]这种离子液体中。但是,钴和铁以及铝和硅的氧化物是不容或者微溶于该离子液体的。最近,已经报道了在不同的特定功能离子液体中金属氧化物的溶解度,如以下离子液体:甜菜碱双(三氟甲基黄酰亚胺)([Hbet]Tf2N),N-丁基-N-二甲基甜菜碱双(三氟甲基黄酰亚胺)([C4Hbet]Tf2N),N-己基-N-二甲基-甜菜碱双(三氟甲基黄酰亚胺)([C6Hbet]Tf2N),N-羧甲基-N-甲基吡咯双(三氟甲基黄酰亚胺)([HbetmPyr]Tf2N),N-羧甲基-N-甲基哌啶鎓双(三氟甲基黄酰亚胺)([HbetmPip]Tf2N),N-羧甲基-N-甲基吗啉双(三氟甲基黄酰亚胺)([HbetmMor]Tf2N),N-羧甲基-N-甲基吗啉乙酯双(三氟甲基黄酰亚胺)([EtHbetmMor]Tf2N),N-羧甲基吡啶双(三氟甲基黄酰亚胺)([HbetPy]Tf2N),1-羧甲基-3-甲基咪唑双(三氟甲基黄酰亚胺)([HbetmZm]Tf2N)[21]。研究发现氧化物Sc2O3,Y2O3,La2O3,Pr6O11,Nd2O3,Sm2O3,Eu2O3,Gd2O3,Tb4O7,Dy2O3,Ho2O3,Er2O3,Tm2O3,Yb2O3,Lu2O3,UO3,PbO,ZnO,CdO,HgO,CuO,Ag2O,NiO和PbO以及氢氧化物Pb(OH)3,Zn(OH)2,cd(OH)2,Cu(OH)2,Ni(OH)2,Fe(OH)2,Fe(OH)3,Co(OH)2,Cr(OH)3,Mn(OH)2,,LiOH,,NaOH,KOH,RbOH,CsOH,Mg(OH)2,Ca(OH)2,Sr(OH)2和Ba(OH)2可以溶解其他氧化物的实验条件下,发现CoO4,CoO,Co2O3,Cr2O3,FeO和Fe2O3不溶于该实验条件下的离子液体中。然而这些氧化物可以通过在高温时使用消化炸弹溶解在包括[Hbet]Tf2N在内的离子液体中。

ZHANG和同事们[22]最近报道了矾土(Al2O3)可以溶解在硫酸氢1-乙基-3-甲基咪唑[Emim]HSO4离子液体中,且在20°C时,溶解度为3.81g/L。这表明该系统可能满足Al2O3的电解,并且Al2O3可以被电解到铂电极的铝上。在正常沉积为—0.54V和在潜在沉积(UPD)为—0.26V的情况下,该沉积是一种扩散控制的过程[22]。

以上提到的研究工作表明大多数的金属氧化物可以有选择地溶解在离子液体中,这为进一步萃取分离提供了一种新的方法来获得离子液体中的特定金属。尤其是,它可能为低档矿石和难熔氧化物矿石提供了一种潜在的“绿色”浸出剂。即使在这方面已取得了很大的进步,依然存在具有挑战性的问题。对于要求能溶解的金属盐需要高浓度的离子液体的潜在应用,金属盐的低溶性是一个严重的问题。比如,金属的电沉积和合成纳米颗粒的溶剂[23]。但不幸的是,对于离子液体中金属盐的溶解度的定量数据依然很稀少。因为最近有报道说,在离子液体中的溶剂化物的配位环境可能是独一无二的,所以在离子液体中,金属氧化物的溶解机制是一个需要被进一步研究观察的关键问题[24-25]。

用于分离提纯技术

由于离子液体具有其独特的理化性能,非常适合于用作分离提纯的溶剂。现在在此方面已有大量的报道,如利用离子液体从发酵液中提取回收丁醇;利用超临界CO2从离子液体中提取非挥发性有机物等等。我国化学工作者邓友全等在此方面也有一定的研究。他们首次将离子液体应用到固-固分离领域中,以[BMIM]PF6作为分离牛黄酸和硫酸钠固体混合物的浸取剂,有效地分离了牛黄酸,回收率高于97%,此方法具有很大的应用价值。

在不对称催化反应中的应用

研究表明,将离子液体应用于不对称催化反应,对映体的选择性相对于普通溶剂有很大的提高,而且解决了传统方法中产物不易从体系中分离出来这一难题。

Mmonteiro等将[RuCl2﹣(S)﹣BINAP]2·Net3催化剂前体溶在离子液体[BMIM]BF4中对2﹣芳基丙烯酸进行催化氢化,对应选择性高于均相介质,氢化产物可以得到定量分离,回收的离子液体循环使用多次并不影响催化剂的活性和反应的选择性。

将离子液体应用于不对称催化反应中已有大量的报道,如Chen研究组报道了将离子液体应用于不对称烯丙基烷基化反应中;Song研究组则将离子液体应用于不对称环氧化反应中;Wasserschied等最近报道了从“手性池”(chiralpool)衍生的新型手性离子液体的合成和特性,我们相信这些手性离子液体的合成对于研究不对称催化反应尤其在手性药物合成方面将会有重大意义。

Heck反应

Heck反应即烯烃和卤代芳烃或芳香酐在催化剂(如金属钯)的作用下,生成芳香烯烃的反应,这在有机合成中是一个重要的碳-碳结合反应。离子液体应用于此类反应中能较好地克服传统反应存在的催化剂流失、所使用的有机溶剂挥发等问题。2000年,Vincenzo等报道了将离子液体应用于Heck反应后,该反应的反应速率很快,而且收率提高到90%以上Seddon等研究小组在三相系统[BMIM(1-丁基-3-甲基咪唑)]PF6/水/己烷中进行了Heck反应的研究,所用的催化剂留在离子液体中,可以循环使用,而产品溶解在有机层内,反应形成的副产物被提取到水相中,容易分离。

傅-克反应

傅-克反应包括傅-克酰基化和傅-克烷基化反应,这两种类型的反应在有机化工中具有举足轻重的地位。比较成熟的催化剂有沸石、固体酸和分子筛等。但是出于绿色合成和成本的考虑,许多化学工作者已改传统溶剂为离子液体进行相关研究。

例如,Seddon等利用离子液体研究了两可亲核试剂吲哚和2-萘酚的烷基化反应,该方法简单、产品易于分离,杂原子上的区域选择性烷基化产率在90%以上,而且溶剂可以回收再利用,显示了离子液体作为烷基化反应的溶剂时所具有的优势。

1972年,Parshall就研究了在四已胺三氯锡酸盐中乙烯的羰基化反应。近些年来,化学工作者在此方面做出了较多的努力。例如我国化学工作者邓友全等在烷烃的羰基化方面作了相关的研究。他们首次报道了几种烷烃在卤化1-烷基吡啶和1-甲基-3-烷基咪唑盐与无水AlCl3组成的超强酸性室温离子液体中与CO的直接羰基化反应,产物为酮。

氢化反应

将离子液体应用于氢化反应已有大量的报道,反应中应用离子液体替代普通溶剂优点是:反应速率比普通溶剂中快几倍;所用的离子液体和催化剂的混合液可以重复利用。研究表明,在过程中离子液体起到溶剂和催化剂的双重作用。

由于离子液体能溶解部分过渡金属,因而目前在氢化反应中运用离子液体研究最多的是用过渡金属配合物作为催化剂的均相反应体系。另外,相对于传统溶剂来说,将离子液体运用于柴油(主要是针对其中含有的芳烃)的氢化反应时具有产品易于分离、易纯化,又不会造成环境污染等优点。