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目录 1

绪论 1

第1章 离子液体的种类、性质和合成方法的一般描述 10

1.1 离子液体的种类 10

1.1.1 AlCl3型离子液体 11

1.1.2 非AlCl3型离子液体 16

1.1.3 其他特殊离子液体 16

1.1.4 咪唑化学 17

1.1.5 与离子液体有关的分子和离子的结构 18

1.2 离子液体的性质 20

1.2.1 离子液体适合作溶剂的特性 20

1.2.2 离子液体的性质 21

1.3 离子液体的合成方法 27

1.3.1 两步法 28

1.3.2 一步法 29

参考文献 33

第2章 各类离子液体的结构、性质和合成方法 35

2.1 各类离子液体的结构、性质和合成方法（1999年及以前的研究） 35

2.1.1 咪唑离子液体［emim］BF4、［emim］PF6、［emim］Br（I）的制法 35

2.1.2 憎水的高电导咪唑离子液体 37

2.1.3 4个［P1.1～4］NTf2盐 41

2.1.4 一些咪唑离子液体的电化学性质 43

2.1.5 ［Cnmim］BF4离子液体或液晶的相行为 47

2.2.1 碳硼烷负离子的咪唑离子液体 49

2.2.2 多元铵＋PO？离子液体 49

2.2 各类离子液体的结构、性质和合成方法（2000年发表 49

的研究） 49

2.2.3 由N杂环和HBF4用中和法制得的离子液体 51

2.2.4 24个季铵NTf2盐 53

2.2.5 离子液体［emim］OTf与［emim］NTf2及其混合物 56

2.2.6 Cn［eimX］2（X＝Br，NTf2）10个离子液体或盐 59

2.2.7 离子液体［Vim］BF4、［emim］BF4、［bPy］BF4 60

2.3 各类离子液体的结构、性质和合成方法（2001年发表 61

的研究） 61

2.3.1 具有催化活性的［bmim］［Co（CO）4］离子液体 61

2.3.2 8个负离子为N（CN）2的低黏度离子液体 62

2.3.3 56个含醚键的咪唑离子液体或盐（BF4，PF6）的合成、颜色、抗静电性等性质 63

2.3.4 P1nBF4（n＝1～4）离子液体 66

2.3.5 10个［RRim］PF6对称离子液体 66

液体的性质 67

2.3.6 由［emim］、［bPy］与BF4、NTf2组成的离子 67

2.3.7 用于萃取金属离子的取代基含S或N的咪唑PF66种 69

离子液体 69

2.3.8 一些对称、不对称铵盐和锍盐 71

2.4 各类离子液体的结构、性质和合成方法（2002年发表 72

的研究） 72

2.4.1 7种［N-烷基N-乙烯基-γ-丁内酰胺］与Br或BF4组成的离子液体 72

2.4.2 小分子季铵与负离子［CF3SO2-N-OCCF3］形成的8种 74

离子液体 74

2.4.3 ［emim］F-2.3HF离子液体 75

2.4.4 离子液体［Cnmim］F-2.3HF（n＝0～6） 77

2.4.5 用离子液体［emim］F-2.3HF合成［emim］NbF6和 78

［emim］TaF6离子液体 78

2.4.7 含金的离子液体 79

2.4.6 为吸收CO2而设计的［NH2 p-bim］BF4离子液体 79

2.4.8 手性离子液体 80

2.4.9 11个含—OH基和—O—键的咪唑离子液体及其性质 81

2.4.10 用微波帮助合成离子液体（17种卤化物、3种AlCl3型、5种［Cnmim］BF4） 84

2.4.11 用胺酸中和法合成离子液体（9种）及Zwitterionic型盐 86

2.5 各类离子液体的结构、性质和合成方法（2003年发表的部分研究） 88

2.5.1 3种离子液体［Cnmim］BF4（n＝2、3、4）的物理性质及其有机溶液的电化学性质 88

2.5.2 离子液体［emim］InCl4 92

2.5.3 质子传导电解质——Brφosted酸碱离子液体-［im］-HNTf2系统 92

参考文献 96

第3章 离子液体的热力学性质及其在分离过程中的应用研究 98

3.1 离子液体的热力学性质 99

3.1.1 3个咪唑离子液体与水的汽液、液液平衡 99

3.1.2 4个咪唑及吡啶离子液体的体积膨胀系数和等温压缩系数 100

3.1.4 6种离子液体与CO2的高压相行为 101

3.1.3 色谱法测定烃、醇、醚等在离子液体中的无限稀释活度系数 101

3.2 气体的吸收分离 102

3.2.1 9种气体在离子液体［bmim］PF6中的溶解度和 102

热力学性质 102

3.2.2 为回收CO2而设计的离子液体［NH2p-bim］BF4 107

3.3 用超临界CO2从离子液体中萃取有机物 108

3.3.1 20种溶质在［bmim］PF6中的溶解度以及用超临界 108

CO2从中萃取这些溶质 108

3.3.2 离子液体-有机物-CO2三元系的液-液-汽三相平衡 113

3.3.3 离子液体／超临界CO2的应用进展 115

3.4 用离子液体从水溶液中萃取有机物 116

3.4.1 苯及其11种衍生物在离子液体［bmim］PF6／水间的分配系数 117

系统的分配系数 119

3.4.2 用离子液体［bmim］PF6、［omim］PF6从水溶液中萃取正丁醇 119

3.4.3 用多元线性回归方法关联预测溶质在离子液体-水 119

3.5 用离子液体萃取金属离子 121

3.5.1 用离子液体为萃取相、冠醚为萃取剂从水溶液中 121

萃取Sr（NO3）2 121

3.5.2 为从水溶液中萃取金属离子而设计的离子液体的 122

萃取行为 122

3.5.3 用离子液体为萃取相，PAN、TAN及卤素、拟卤素 124

离子等为萃取剂从水溶液中萃取过渡金属离子 124

3.5.4 用离子液体为萃取相、3种冠醚为萃取剂从水溶液中萃取第Ⅰ、Ⅱ族金属离子 126

3.6 离子液体在固定化液膜分离及透过蒸发中的应用 128

3.6.1 离子液体在固定化液膜分离中的应用 128

3.6.2 用透过蒸发法从离子液体中选择性分离溶质 131

参考文献 134

第4章 应用离子液体的绿色化学反应方法 136

4.1 概述 136

4.1.1 离子液体作为化学反应介质的优点 136

4.1.2 以离子液体作为反应介质时反应系统的相态 137

4.1.3 反应产物的分离与离子液体和催化剂的流失等问题 138

4.2 固定化离子液体催化 139

4.2.1 在硅胶或活性炭表面固定化离子液体催化芳烃的 139

Friedel-Crafts酰化反应 139

4.2.2 硅胶表面固定化离子液体催化的氢甲酰化反应 140

4.2.3 高分子聚合物固定化离子液体催化加氢 143

4.3 离子液体／超临界CO2催化反应 146

4.3.1 离子液体／超临界CO2催化烯烃加氢和CO2加氢反应 147

（tigic酸）的不对称加氢 148

4.3.2 离子液体／超临界CO2催化顺式2-甲基-2-丁烯酸 148

4.3.3 离子液体／压缩CO2催化苯乙烯与乙烯的加成反应 150

（间歇方法与连续流程） 150

4.3.4 离子液体／超临界CO2催化烯烃的氢甲酰化反应 155

（间歇方法与连续流程） 155

4.4 离子液体单相和离子液体／超临界CO2两相酶催化反应 158

4.4.1 离子液体中外消旋（rac）-1-苯基乙醇的酶催化反应拆分 159

4.4.2 离子液体／水混合溶剂中用固定化Baker s酵母 160

还原酮 160

4.4.3 合成离子液体时净化的改进及其在酶催化（1-苯基乙醇和葡萄糖）乙酰化反应中的应用 161

4.4.4 在离子液体中酶催化脂肪族聚酯的合成和羟基的 162

乙酰化反应 162

4.4.5 离子液体／超临界CO2酶催化酰化反应（连续流程） 162

连续流程） 166

4.4.6 离子液体／超临界CO2酶催化酯交换反应（间歇与 166

4.4.7 离子液体的物理性质对酶的活性和稳定性的影响 167

4.5 微波加热与离子液体结合在化学反应中的应用 168

4.5.1 微波加热的原理和应用于化学反应的特征 169

4.5.2 微波与离子液体结合在化学反应中的应用研究 170

4.6 把底物接枝到离子液体上的液相固定化法合成小分子有机物 173

参考文献 175

第5章 应用离子液体的各类化学反应 178

5.1 以离子液体为介质的各类化学反应（加氢、聚合、裂解） 178

5.1.1 加氢反应 178

5.1.2 二聚、齐聚、聚合、共聚反应 182

5.1.3 C—C、C—O键的裂解反应 185

5.2.1 烷基化反应［包括Friedel-Crafts（F-C）烷基化反应］ 186

Diels-Alder反应） 186

5.2 以离子液体为介质的各类化学反应（烷基化、酰化、 186

5.2.2 Friedel-Crafts酰化反应 188

5.2.3 Diels-Alder反应 189

5.3 以离子液体为介质的各类化学反应（烯丙基化反应、 190

加成反应） 190

5.3.1 烯丙基化反应 190

5.3.2 加成反应（包括环加成反应） 191

5.3.3 炔烃的加成 197

5.4 以离子液体为介质的各类化学反应（生成C—C键的一些 198

人名反应） 198

5.4.1 Heck反应 198

5.4.2 Suzuki交叉偶合反应 201

5.4.4 Mannich反应 202

5.4.3 Wittig反应 202

5.4.5 Biginelli反应 204

5.4.6 Baylis-Hillman反应 205

5.5 以离子液体为介质的各类化学反应（氢甲酰化、醛酮缩合、环氧化反应） 206

5.5.1 氢甲酰化反应 206

5.5.2 醛酮缩合反应 209

5.5.3 烯烃的环氧化反应及环氧化物拆分 211

5.6 以离子液体为介质的各类化学反应（生成C—O、C—S、 214

C—N键的反应） 214

5.6.1 生成C—O、C—S键的反应 214

5.6.2 生成C—N键的反应 216

5.7 以离子液体为介质的各类化学反应（氧化反应、还原反应与取代反应） 218

5.7.1 氧化反应 218

5.7.2 醛还原反应—在几种离子液体中用三丁基硼将醛还原为醇的反应 220

5.7.3 取代反应 221

5.8.1 氟化反应 223

5.8 以离子液体为介质的各类化学反应（氟化反应、酯的合成反应与重排反应） 223

5.8.2 合成酯的反应 226

5.8.3 重排反应 228

5.9 以离子液体为介质的各类化学反应（其他反应） 229

5.9.1 在离子液体中三乙基硼诱导的自由基反应 229

5.9.2 在离子液体［bmim］X中Ru催化的非共轭二烯烃的 230

闭环反应 230

5.9.3 离子液体中氟甲基化物的合成反应 232

参考文献 232

6.1.1 离子液体在一般二次电池中的应用—— 238

Al/［bPy］Cl-AlCl3/PAn电池 238

6.1 离子液体在二次电池中的应用 238

第6章 离子液体在电化学中的应用 238

6.1.2 离子液体在Li离子二次电池中的应用 240

6.2 离子液体在太阳电池中的应用 243

6.2.1 色素增感太阳电池概述 244

6.2.2 色素增感太阳电池举例 246

6.3 离子液体在双电层电容器中的应用 249

6.3.1 双电层电容器概述 249

6.3.2 用离子液体凝胶为电解质的双电层电容器 251

6.4 离子液体在金属的电沉积中的应用 255

6.4.1 用离子液体［emim］Br-ZnBr2进行Zn的电沉积 255

6.4.2 用离子液体［emim］Br进行Zn-Mg合金的电沉积 261

6.4.3 在离子液体［emim］BF4中Ag的电化学行为 263

6.4.4 用碱金属的溴（或碘）化物缓冲离子液体［emim］Cl-nAlCl3及其在碱金属电沉积中的应用 267

6.4.5 电化学沉积金属概述 269

6.5.1 离子液体中的电有机合成反应概述 270

6.5 离子液体在电有机合成中的应用 270

碳酸酯的合成 274

6.5.2 CO2在离子液体中的电化学活化—温和条件下环状 274

6.5.3 在离子液体中含有机卤化物的无催化和Ni催化的电还原偶合反应 275

参考文献 277

第7章 离子液体与高分子电解质 280

7.1 离子液体与高分子聚合物电解质概述 280

7.2 含离子液体的离子导电高分子 281

7.2.1 高分子聚合物含浸离子液体 281

7.2.2 在离子液体的有机溶液中加聚合物制成凝胶电解质—含离子液体的DNA膜 285

7.2.3 单体在离子液体中聚合 289

离子导电高分子 290

7.3.1 离子液体单体［Vim］BF4的聚合物 290

7.3 在单体分子上引入离子液体结构聚合得 290

7.3.2 离子液体单体［eVim］NTf2及相关悬挂 291

聚合物（NTf2亦记为TFSI） 291

7.3.3 侧链上悬挂离子液体结构的聚合物 293

7.3.4 在齐聚物分子两端引入离子液体结构 296

参考文献 296

第8章 离子液体的其他应用 298

8.1 用离子液体溶解纤维素 298

8.2 离子液体［bmim］PF6作为聚合物PMMA的增塑剂 300

8.3 离子液体作为万能润滑剂 303

8.4 离子液体在质谱中的应用 306

8.5 离子液体作为色谱固定相及由此对离子液体的性质进行研究 310

8.6 离子液体用于核废料的处理 314

参考文献 314