新型含硅離子液體的合成及其在有機(jī)合成中的應(yīng)用論述

摘 要：隨著我國對(duì)工業(yè)制成品的制作過程要求越來越嚴(yán)格，越來越多的企業(yè)對(duì)尋求綠色綠色環(huán)保的溶劑的需求越來越強(qiáng)烈。而離子液體作為近年來研究的熱點(diǎn)被越來越多地被提及，在工業(yè)中的有機(jī)合成、電化學(xué)、生物催化及氣體溶解中表現(xiàn)出了不可替代的優(yōu)越性，是一種與傳統(tǒng)溶劑相比不會(huì)產(chǎn)生污染的“綠色溶劑”。

關(guān)鍵詞：新型含硅離子液體；有機(jī)合成；合成與應(yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.09.009

離子液體通常意義上的定義是：在100攝氏度以下的環(huán)境中狀態(tài)為液體，不含具有揮發(fā)性的溶劑，有可以自由移動(dòng)的超分子離子、配位離子和裸離子。而在本文中所使用的離子液體是狹義上的，單指具有有機(jī)陰陽離子及無機(jī)離子的液體狀態(tài)的鹽類（100攝氏度以下）。在本文主要探討了以1-三甲基硅基甲基-3-烷基咪唑類含硅離子為溶劑離子所反應(yīng)得到的新型含硅離子液體的合成及其在有機(jī)合成中的應(yīng)用，以供各位讀者閱讀參考。

1 離子液體作為工業(yè)溶劑所具有的特點(diǎn)

離子被稱為“可設(shè)計(jì)的液體”，作為溶劑表現(xiàn)出了無與倫比的優(yōu)越性，其原因是因?yàn)殡x子液體所具有的特性：

（1）熱穩(wěn)定性。離子液體在低至室溫，高至400攝氏度的環(huán)境中都能夠保持較好的穩(wěn)定性，另外離子溶液也不會(huì)遇高溫而自燃，也不具有毒性，因此能夠廣泛地運(yùn)用于溶解不穩(wěn)定、易揮發(fā)、易降解、易變質(zhì)、易反應(yīng)的工業(yè)物質(zhì)，這給很多難以進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)創(chuàng)造了可以溫和反應(yīng)的條件。

（2）不易揮發(fā)性。由于離子液體中的陰陽離子是被庫侖力所吸引而結(jié)合在一起的，因此離子之間的力十分強(qiáng)，所以在高溫下也不會(huì)輕易揮發(fā)，在真空情況下也能保持原來的穩(wěn)定狀態(tài)，因此可以用于高溫和高真空條件下的實(shí)驗(yàn)。不易揮發(fā)性也可以保證溶劑中的有害物品不會(huì)輕易揮發(fā)在大氣中。

（3）溶解能力強(qiáng)。離子液體可以非常高程度溶解很多有機(jī)、無機(jī)、金屬有機(jī)化合物和高分子材料等，還包括工業(yè)中常用到的氣體，如：氫氣、氧氣、一氧化碳和二氧化碳。

（4）黏度的可調(diào)整性。雖然因?yàn)殡x子的庫侖力十分大，而導(dǎo)致離子液體的黏度很大，但由于其對(duì)有機(jī)溶劑十分敏感，因此可以很容易地調(diào)控。

（5）高導(dǎo)電性。導(dǎo)電性是離子液體最為顯著的特點(diǎn)，這是由于離子液體中全部都由離子組成，因此可以作為很多物質(zhì)進(jìn)行電化學(xué)實(shí)驗(yàn)的電解液，而且具有反應(yīng)靈敏，電流較強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。

（6）催化性。作為“可以設(shè)計(jì)的液體”，在制作離子溶液的時(shí)候可以進(jìn)行其中離子種類的選擇，如果使用可以作為催化劑的離子，就可以在溶解溶質(zhì)的同時(shí)對(duì)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行催化。由于催化劑并不參與反應(yīng)卻能夠加速反應(yīng)速度，因此可以極大地提高化學(xué)反應(yīng)效率而不會(huì)消耗掉離子溶液的質(zhì)量。

綜上所述，離子溶液具有熱穩(wěn)定性、不易揮發(fā)性、溶解能力強(qiáng)、黏度高。導(dǎo)電性優(yōu)良及催化性等特點(diǎn)。

2 新型含硅離子溶液溶劑的合成方法

（1）一步法：通過咪唑與酸進(jìn)行中和反應(yīng)或?qū)⑦溥蚺c鹵代烷或酯類進(jìn)行親核取代反應(yīng)，就可以得到目標(biāo)離子液體。這種方法步驟簡單，成本低廉，副產(chǎn)物較少，易于提取目標(biāo)離子液體。

（2）兩步法：首先利用咪唑和鹵代烷得到季銨鹽，再用季銨鹽與Lewis酸反應(yīng)或與堿金屬鹽或酸進(jìn)行置換反應(yīng)，即可得到目標(biāo)離子液體。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是：原料易于取得，對(duì)目標(biāo)的離子液體的回收率高達(dá)百分之九十以上。

（3）微波合成法：由于極性分子會(huì)在不斷變化的電磁場中不斷改變方向，引起了分子的碰撞生熱，從而得到目標(biāo)離子液體。微波加熱達(dá)到目標(biāo)溫度速度快，可以極大地提高反應(yīng)速度和效率，可以不使用溶劑就得到目標(biāo)離子溶液，另外回收率也能達(dá)到百分之九十以上。

（4）超聲波合成法：超聲波可以引起空化作用和攪拌作用，因此可以極大地提高反應(yīng)速率和效果，通過超聲波合成法所得到的目標(biāo)離子溶液可以達(dá)到較好的純度和較高的回收率。

（5）在離子液體中合成：利用離子液體本身為反應(yīng)溶劑制備目標(biāo)離子液體，只要反應(yīng)條件和反應(yīng)物設(shè)置得當(dāng)，就可以不分離中間物而得到目標(biāo)離子液體。與其他的合成方法相比，這種方法綠色環(huán)保，合成條件不嚴(yán)格，步驟簡單且回收率高，較適合實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)大規(guī)模地進(jìn)行合成。

3 新型含硅離子溶液在有機(jī)合成中的應(yīng)用

3.1 含硅離子液體在3，4-二氫-2H-1，3-苯并噁合成中的應(yīng)用

3，4-二氫-2H-1，3-苯并噁具有很強(qiáng)的生物活性，對(duì)于殺死微生物、細(xì)菌、真菌有著很好的效果，除此之外，還可以用于抗抑郁、抗發(fā)炎、抗腫瘤、抗癌和鎮(zhèn)痛等藥物中。這在醫(yī)學(xué)和農(nóng)業(yè)中有著十分重要的作用，可以制作出具有相關(guān)功效的醫(yī)學(xué)藥物及農(nóng)產(chǎn)品。

3.2 離子液體在鄰胺烷基酚合成中的應(yīng)用

鄰胺烷基酚具有促尿食鹽排泄以及利尿的作用，同時(shí)還具有抗高血壓和消除炎癥的作用。除此之外鄰胺烷基酚還表現(xiàn)出了很好的抗癌和抗瘧疾活性的功效，因此對(duì)醫(yī)藥領(lǐng)域有著十分重要的意義，可以廣泛地應(yīng)用于臨床用藥領(lǐng)域。

另外含硅離子溶液與不含硅離子溶液在鄰胺烷基酚合成中的應(yīng)用有著不同的表現(xiàn)和效果，可以依需要而進(jìn)行選擇。

4 結(jié)束語

隨著對(duì)新型含硅離子溶液的研究的深入，新型含硅離子溶液的合成技術(shù)與應(yīng)用也越來越成熟，這對(duì)我們的化學(xué)科學(xué)與相關(guān)的工業(yè)制成品有著十分深遠(yuǎn)的意義。但就目前而言，對(duì)于新型含硅離子溶液這一領(lǐng)域還有很多的問題需要我們積極研究并填補(bǔ)空白，相信隨著技術(shù)的發(fā)展，新型含硅離子溶液能夠?yàn)槲覀兊慕?jīng)濟(jì)產(chǎn)生新的助力。

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作者簡介：黃湘泉（1993-），男，湖南邵陽人，學(xué)生。