离子液体在有机合成中的应用分析

摘 要：近年来绿色化学研究逐渐被大家所认知，作为其中非常重要的研究热点，离子液体的应用，正受到更多的关注，室温离子液体具有特殊的理化性质和分子结构，是一类特殊的液体熔融盐，被认为是可以替代常用挥发性有机溶剂的绿色有机溶剂。离子液体作为溶剂以及催化剂在有机合成中所显示出的独特和性能使得其具有巨大的发展前景。

关键词：绿色化学；离子液体；氧化；有机合成

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.09.016

随着人们对于环境保护的重视程度在不断提高，化工合成中的污染成为越来越突出的问题，因此发展绿色化学被提上日程。绿色化学又被称之为清洁化学，其目标是在化学生产的过程中，尽量减少甚至消除对人类健康或者环境造成不良影响的原料、催化剂、试剂的使用和产生，从而实现整个生产工艺的绿色无污染。从生产的源头杜绝了污染的产生，尽量实现化工生产过程中的废物零排放。

1 绿色化学的研究方向

要想实现绿色化学，清洁生产，研究的主要方向是对于化学工艺进行重新设计，争取在生产过程中所使用的化合物是对人类和环境安全的，避免为了达到较好的合成效果而使用一些有毒有害物质，从而对环境造成较严重的污染，进而影响到人类的健康。另外一个方向是探索新型的更加安全的化学合成工艺，如微波、激光等技术，这些技术在有机合成中的应用可大大缩减了反应的时间，提高产物的产率，从而减少生产过程对环境造成的危害。还有一个研究的方向是改善化学反应的条件，此方向主要是研究和开发能够进行绿色反应的介质。在传统的有机合成反应中，常用到挥发性的有机溶剂，它们在反应的过程中，是一种很好的反应介质，可以迅速溶解各种有机物，促进反应的进行，但是该类物质具有较强的挥发性且易燃具有毒性，并且在使用过程中很难回收，因而成为污染大气的主要污染源，给环境带来了严重的污染。而开发新的溶剂来对其进行替代是进行绿色化学研究的一个重要方向。

2 什么是离子液体

离子液体是一种盐，它是由有机阳离子和无机阴离子组成的，它在与室温接近的一个温度范围内呈液态，因此又被称为室温离子液体。它具有十分优异的性能，在绿色化学中是最具有发展前景的反应介质且具有十分好的催化效果。与通常意义上的有机溶剂不同，离子液体是由阴阳离子组成，并没有电中性的分子存在，因此在热稳定性和导电性方面表现优异。对于一些有机物和高分子材料来说，它还是一种十分优良的溶剂。离子液体几乎没有挥发性，因此将其应用于化学生产的过程中，不会挥发有害气体对大气造成污染。可以说，离子液体由于优异的性能以及绿色安全性而成为当之无愧的环境友好型溶剂，与当下的清洁生产以及可持续发展的发展理念十分匹配，受到广大学者的关注和研究。

3 离子液体的种类

离子液体的种类是多种多样的，通过改变阴阳离子的组合可以根据合成工艺需要设计出不同的离子液体。组成离子的阴离子主要有两类，即多核阴离子和单核阴离子。通过将有机阳离子和无机阴离子按照不同的比例进行结合可以得到不同性能的离子液体，从而实现在分子水平的离子液体设计。

4 离子液体在有机合成中的应用

在有机合成的过程中，离子液体通常被用作反应的溶剂。其作用的方式有如下几种。第一种是离子液体仅作为反应过程中的溶剂使用，在有机合成的反应过程中，催化剂和反应物被溶解在离子液体中，从而形成一个均相的体系，在该体系中发生有机合成的反应，为反应提供合适的介质。第二中是离子液体既是溶剂，同时也起到催化剂的作用，其在有机合成的反应过程中除了为反应提供一个介质，溶解反应所需的物质，同时能够起到促进反应进行，起催化剂的作用。第三种是离子液体将催化剂溶解于其中，但反应底物和产物在另一相中进行反应，从而形成一个两相的反应体系。第四种是离子液体中的负离子作为均相催化配体参与反应的进行。无论离子液体在有机合成反应中所承担的角色是以上哪一种，与传统的有机溶剂相比，它都具有着无可比拟的优越性能。首先，它为化学反应的进行提供了一个良好的环境，有可能在反应的过程中，促进催化剂的活性更好地发挥，使其稳定性更好，反应的过程转化率更高，从而使得有机合成的效率提高。其次，离子液体的种类多样，可供选择的方案有许多，当将催化剂溶于离子液体时，它便可以随着离子液体进行循环利用，从而使得催化剂在均相中催化效率大大提高，在多相中催化时易于分离的优点。在氢化反应的过程中，实验表明离子液体可以反复使用，且在使用的过程中，催化剂的流失率极低，不到0.02%，因此避免了固定催化剂而导致的操作难度加大的问题。最后，离子液体没有蒸气压，且可以在较宽的一个温度范围内呈现液相的状态，且它与部分有机溶剂不互溶，这些特点都使得其具有易于分离的特点，在分离产物的时候，可以通过多样化的方法，如倾析、萃取以及蒸馏等。

5 总结

随着科学技术的不断发展以及人们对于环保问题的重视，有机合成中所造成的污染问题越来越受到大家的关注，寻找清洁、高效且低耗的化学反应，实现绿色化工生产是未来发展的趋势。由于大多数的有机合成需要在溶剂中反应，且反应过程中所使用的有机溶剂消耗量大，挥发性强，导致了较严重的化工污染。离子液体的发现使得这一问题可以得到有效改善，表现出了极具潜力的发展前景。

参考文献：

[1]刘宝友，韩菊，董建芳，魏福祥，程彦海.离子液体载催化剂和载试剂在有机合成中的应用[J].有机化学，2007（10）：1236-1243.

[2]姚付军，李向军，袁倬斌.离子液体在有机合成和分析化学中的应用研究进展[J].化学试剂，2012（04）：289-294.

[3]刘宝友，韩菊，魏福祥，董建芳.功能化离子液体及其在有机合成中的应用[J].河北工业科技，2006（02）：104-107.

作者简介：张俊（1995-），男，湖南株洲人，学生。