新型含硅離子液體的合成及其在有機合成中的應(yīng)用論述

摘 要：隨著我國對工業(yè)制成品的制作過程要求越來越嚴格，越來越多的企業(yè)對尋求綠色綠色環(huán)保的溶劑的需求越來越強烈。而離子液體作為近年來研究的熱點被越來越多地被提及，在工業(yè)中的有機合成、電化學、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)溶劑相比不會產(chǎn)生污染的“綠色溶劑”。

關(guān)鍵詞：新型含硅離子液體；有機合成；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，單指具有有機陰陽離子及無機離子的液體狀態(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

離子被稱為“可設(shè)計的液體”，作為溶劑表現(xiàn)出了無與倫比的優(yōu)越性，其原因是因為離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遇高溫而自燃，也不具有毒性，因此能夠廣泛地運用于溶解不穩(wěn)定、易揮發(fā)、易降解、易變質(zhì)、易反應(yīng)的工業(yè)物質(zhì)，這給很多難以進行的化學反應(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，所以在高溫下也不會輕易揮發(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驗。不易揮發(fā)性也可以保證溶劑中的有害物品不會輕易揮發(fā)在大氣中。

（3）溶解能力強。離子液體可以非常高程度溶解很多有機、無機、金屬有機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。雖然因為離子的庫侖力十分大，而導致離子液體的黏度很大，但由于其對有機溶劑十分敏感，因此可以很容易地調(diào)控。

（5）高導電性。導電性是離子液體最為顯著的特點，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)進行電化學實驗的電解液，而且具有反應(yīng)靈敏，電流較強的優(yōu)點。

（6）催化性。作為“可以設(shè)計的液體”，在制作離子溶液的時候可以進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)的同時對化學反應(yīng)進行催化。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反應(yīng)效率而不會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、黏度高。導電性優(yōu)良及催化性等特點。

2 新型含硅離子溶液溶劑的合成方法

（1）一步法：通過咪唑與酸進行中和反應(yīng)或?qū)⑦溥蚺c鹵代烷或酯類進行親核取代反應(yīng)，就可以得到目標離子液體。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行置換反應(yīng)，即可得到目標離子液體。這種方法的優(yōu)點是：原料易于取得，對目標的離子液體的回收率高達百分之九十以上。

（3）微波合成法：由于極性分子會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，從而得到目標離子液體。微波加熱達到目標溫度速度快，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離子溶液，另外回收率也能達到百分之九十以上。

（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離子溶液可以達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)溶劑制備目標離子液體，只要反應(yīng)條件和反應(yīng)物設(shè)置得當，就可以不分離中間物而得到目標離子液體。與其他的合成方法相比，這種方法綠色環(huán)保，合成條件不嚴格，步驟簡單且回收率高，較適合實驗室和工業(yè)大規(guī)模地進行合成。

3 新型含硅離子溶液在有機合成中的應(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-苯并噁具有很強的生物活性，對于殺死微生物、細菌、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，可以依需要而進行選擇。

4 結(jié)束語

隨著對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，這對我們的化學科學與相關(guān)的工業(yè)制成品有著十分深遠的意義。但就目前而言，對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空白，相信隨著技術(shù)的發(fā)展，新型含硅離子溶液能夠為我們的經(jīng)濟產(chǎn)生新的助力。

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作者簡介：黃湘泉（1993-），男，湖南邵陽人，學生。