咪唑类离子液体的合成及其在分析化学中的应用.pdf

第21卷第1期化学研究与应用V0l_21．No．1
2009年1月ChemicalResearchandApplicationJan．，2009

文章编号：1004—1656(2009)O1-0013-05

咪唑类离子液体的合成及其在分析化学中的应用

董社英，王远黄廷林，郑建斌
(1．西安建筑科技大学理学院，陕西西安710055；
2．西安建筑科技大学环境与市政工程学院，陕西西安710055；
3．西北大学分析科学研究所，陕西省电分析重点实验室，陕西西安710069)

摘要：本文介绍了眯唑类离子液体的合成，特别是以BF’、PF6’为阴离子的咪唑类离子液体的合成，并重点综
述了近年来咪唑类离子液体在电化学分析、质谱、光谱、色谱及毛细管电泳等分析化学中的应用。
关键词：咪唑；离子液体；合成；分析化学；应用
中图分类号：0652文献标识码：A

离子液体(ionicliquids)是在室温或室温附近烷基咪唑与硫酸、磷酸等的烷基酯发生烷基化反
完全由离子组成的有机液体物质。与传统的有机应。而研究者对以Ⅳ．甲基咪唑与卤化烷、硫酸及
溶剂相比，它具有很多优点：(1)几乎没有蒸汽压、磷酸等为原料合成离子液体的方法已经成熟。最
不挥发、无色、无臭；(2)有较大的稳定温度范围，近Minato等¨以Ⅳ．甲基咪唑和四氟硼酸三甲基
较好的化学稳定性及较宽的电化学窗口；(3)通过酯(MeOBF4)为原料，合成了1一甲基一3一甲基咪唑
阴阳离子的设计可调节其对水、有机物及聚合物四氟硼酸盐([Mmim]BF4)和1一乙基·3一甲基咪唑
的溶解性。其中以Ⅳ，Ⅳ-二烷基咪唑为阳离子，以四氟硼酸盐([Emim]BF4)离子液体，产率分别为
BF’、PF‘为阴离子的离子液体具有其它离子液体97％和94％。该方法可一步合成咪唑类离子液
不可比拟的优点，如对空气、水稳定，有较宽的液体，而且产物易分离。但是反应物MeOBF4代价
态温度范围，低配位能力、高导电率等。较高。方东等采用无溶剂“一锅法”分别合成
目前，离子液体已成为电化学、催化、有机合[Bmim]BF4和[Bmim]PF6，产率分别为97．8％和
成中重要的反应介质或溶剂，在分析化学中的应92．9％。
用近来也已引起广泛兴趣，本文就近年来咪唑类1．1．2两步法
离子液体的合成方法作一介绍，其中主要介绍了目前大多数咪唑离子液体的合成都采用两步
以BF4。、P‘为阴离子的咪唑类离子液体的合成，法，在卤化烷基咪唑离子液体的基础上，采用复分
并重点综述了2005年以来咪唑类离子液体在电解反应，得到BF4。、PF6’、CIO。、NTf、oR。、N[c：F5
化学分析、质谱、光谱、色谱及毛细管电泳等分析s0]’等阴离子的咪唑类离子液体。自Wilkes用
化学中的应用。银盐法合成了[Emim]BF4以来，相继有人用钠盐
和铵盐代替银盐合成了[Bmim]BF4，大大降低了
1咪唑类离子液体的合成成本。但以B为阴离子的咪唑类离子液体具有
亲水性，应用受到一定的限制。因此合成以PF6’
1．1传统加热法为阴离子的疏水性离子液体更具有价值。Paul
1．1．1一步法等将[Bmim]cl和HPF6混合，制得1一丁基-3一甲

一步法合成咪唑类离子液体，主要是通过Ⅳ．基咪唑六氟磷酸盐([Bmim]PFs)离子液体，产率
烷基咪唑与卤代烷发生亲核加成反应，或者是Ⅳ一80％。此方法中使用了HPF，缩短反应时间、没

收稿日期：2008-05—14：修回日期：2008·10·l8
基金项目：陕西省自然科学基础研究基(2005B28)资助项目；西安市科技计划基金(GG06081)资助项目
联系人简介：董社英(1964·)，女，教授，博士，主要从事电化学分析研究。Email：[e-mail]
14化学研究与应用第2l卷

有副产物，但是使用了HPF，对设备的耐腐蚀性2．1电化学分析
有一定要求，而且HPF在高温下有可能分解。后2．1．1伏安法方面的应用
来用KPF6代替了HPF6，合成了Ⅳ，Ⅳ-二烷基咪唑伏安法已被广泛地应用于离子液体的研究。
六氟磷酸盐([RRim]PF)，产率为89～95％。王欢等通过线性扫描的方法研究了电活性物质
蔡月琴等在合成[Bmim]P时，对反应物的投(香豆索)在离子液体([Bmim]B)中的电化学
料量进行了研究。结果表明，当投料量大于0．5还原行为，发现[Bmim]BF中香豆素在电极界面
mol时，Ⅳ一甲基咪唑和溴代正丁烷经一段诱导期后的传质是线性的，电极动力学过程受香豆素向电
开始放热，由于反应物量比较大，升温速度较快，极／溶液界面扩散控制。Nagy等¨。‘比较了二茂铁
需要及时把热量转移。她们用水浴冷却的方法合在不同浓度的离子液体[Bmim]PF6中的电化学行
成了[Bmim]PF