乙腈中OPBF4离子液体含量的测定

杨 沫，田孟哲，田 鹏*

(1.沈阳师范大学 化学化工学院 能源与环境催化研究所，辽宁 沈阳 110034；2.沈阳师范大学 科信软件学院，辽宁 沈阳 110034)

乙腈中OPBF4离子液体含量的测定

杨 沫1，田孟哲2，田 鹏1*

(1.沈阳师范大学 化学化工学院 能源与环境催化研究所，辽宁 沈阳 110034；2.沈阳师范大学 科信软件学院，辽宁 沈阳 110034)

实验中用溴代正辛烷和吡啶的物质的量比1.2∶1，加热回流，制备OcPyBr。在丙酮溶剂中用OcPyBr和四氟硼酸钠制备了OPBF4离子液体。测得有机溶剂乙腈中OPBF4离子液体的含量，乙腈中标准工作曲线的线性回归方程为：y=0.09252+0.03041X，相关系数为0.9992，反映溶液浓度和吸光度值两个变量之间的相关程度高，测得乙腈中OPBF4回收率在95.4%～102%之间。

四氟硼酸N-正辛基吡啶；乙腈；紫外光谱

离子液体又被称作室温熔融盐(Room Temperature Molten Salts)[1]。据研究发现，离子液体在常温时为液态是由于离子包裹不完全[2]，笨重、不对称的阳离子和均匀形状阴离子结合，形成一个规则的结构，即液相。离子液体的低熔点也是由化学结构决定的，较大的不对称的阳离子和结构较小的无机基团结合，降低了晶格能，因此形成的离子液体熔点较低。在一些报道中，一些较大的阳离子也起到了降低晶格能的作用。离子液体的应用领域，包括有机合成和催化溶剂的溶剂、燃料和太阳能电池中的电解质、润滑油、色谱质谱中的固定相、酶的固定化支持、分离技术、作为液晶、纳米材料合成模、组织保存的材料、聚合物凝胶催化膜的制备和高导电材料的制备[3-5]。与传统溶剂相比，离子液体具有几个特点，使其与环境更加相容，由于大型不对称的阳离子，和均匀形状的阴离子结合，使得离子液体的电子云发生明显的偏移。离子液体不易挥发，因此它们拥有非常低的蒸汽压。离子液体具有热稳定性，大约高至300℃。大多数离子液体液程高达200℃，具有广泛的动能控制。离子液体具有高导热性和宽电化学窗口。离子液体能与多种有机溶剂混溶。离子液体是相转移过程中的非水性的替代品。离子液体的溶剂特性可以通过由不同的阴离子和阳离子组合进行调整。离子液体具有非常好的溶解能力，可以溶解诸如盐、脂肪、蛋白质、氨基酸、表面活性剂、糖和多糖等多种物质。有文献报道离子液体拥有非常强大的溶剂特性，能够溶解多种有机分子，包括原油、油墨、塑料，甚至DNA[6-8]。与传统的有机溶剂诸如苯、丙酮、甲苯相比，离子液体没有蒸汽压[9]。离子液体被誉为绿色溶剂，是因为同挥发性的有机溶剂相比，离子液体不会爆炸，可以重复的回收利用[10]。

1 实验部分

1.1 试剂和仪器

乙腈(分析纯，国药集团化学试剂有限公司)、无水乙醇(分析纯，沈阳化学试剂厂)、吡啶(分析纯,国药集团化学试剂有限公司)、二次蒸馏水、溴代正辛烷(化学纯，国药集团化学试剂有限公司)、四氟硼酸钠(化学纯，国药集团化学试剂有限公司)、丙酮(分析纯，沈阳化学试剂厂)、乙酸乙酯(分析纯，沈阳化学试剂厂)。

紫外-可见分光光度计UV22550型(日本岛津公司)，RE-52型旋转蒸发器(巩义市予华仪器有限责任公司)，分析天平(上海天平仪器厂，仪器精度为±0.0001 g)，10 mm石英比色皿，磁力搅拌器(上海南汇电讯器材厂)。

1.2 四氟硼酸N-正辛基吡啶离子液体的制备

实验中用溴代正辛烷和吡啶的物质的量比1.2∶1，加热回流，制备溴化N-正辛基吡啶(OcPyBr)。为了获得纯净的OcPyBr，用10%的乙酸乙酯和少量的乙腈重结晶2～3次。将洗涤抽干后的晶体抽真空，将其装入试剂瓶保存于真空干燥器中。

制备四氟硼酸N-正辛基吡啶(OPBF4)离子液体如下：

实验中用到的玻璃器皿首先采用热碱和稀硝酸分别清洗1次，在采用二次蒸馏水将其冲洗并烘干，并置于干燥器中。由于反应物四氟硼酸钠和OcPyBr在丙酮中的溶解度很小，但由于他们的产物NaBr在丙酮中不溶，从而推动反应不断进行。反应流程：称取等物质的量比的溴化N-正辛基吡啶和四氟硼酸钠→量取丙酮150.0 mL→ 搅拌→过滤除去NaBr→再次过滤→旋转蒸发→真空干燥。

1.3 测定乙腈中OPBF4离子液体中的含量

1.3.1 OPBF4溶液的配制

准确量取0.09mL OPBF4离子液体，取100 mL的容量瓶，用乙腈定容，此时在溶剂中离子液体浓度均为1000 mg/L。

1.3.2 确定离子液体最大吸收波长

移取已经配制的1000 mg/L标准储备液至石英比色皿中，参比溶液为乙腈，扫描范围为200～400 nm。测量参数设定为：扫描速度为中速；自动采样间隔为激活；采样间隔为0.1；狭缝宽为2.0 nm；扫描模式为单一，确定OPBF4在乙腈中的最大吸收波长。

1.3.3 绘制最大吸收波长的标准工作曲线

采用乙腈为溶剂，配制浓度分别为2.5、5、7.5、10、12.5、15、17.5、20 mg/L的OPBF4离子液体标准溶液，摇匀后得到待测溶液，参比溶液分别为乙腈，测定各浓度离子液体标准溶液在最大吸收波长下的吸光度，最后采用工具软件绘制标准工作曲线。

1.3.4 加标回收率

用移液管随机的移取一定量OPBF4标准离子液体，标准离子液体溶液加入的浓度分别为5、10、15、20 mg/L，采用标准加入法进行处理和测定。

2 结果与讨论

2.1 最大吸收波长的确定

图1 OPBF4在乙腈中的紫外光谱图

OPBF4离子液体在紫外区有特征吸收峰，为使测定结果有较高灵敏度和准确度，波长200～400 nm范围内扫描OPBF4离子液体得到紫外光谱曲线和最大吸收波长如图1，对入射波长进行选择。

由图1可知，在200～400 nm范围内乙腈中的OPBF4有两个明显的吸收峰，紫外光度法测定结果显示，在乙腈中OPBF4的最大吸收波长在240 nm处，在240 nm处进行OPBF4离子液体的定量分析。

2.2 在乙腈溶剂中OPBF4的标准曲线

OPBF4在以乙腈为溶剂的标准曲线(图2)的线性回归方程为y=0.09252+0.03041X，线性方程结果表明：离子液体浓度与其吸光度在一定范围内呈现良好的线性关系，相关系数为0.9992，由此可知，吸光度与离子液体的浓度这两个变量之间具有很高的相关度。

图2 OPBF4在乙腈中的标准曲线

2.3 在乙腈溶剂中OPBF4的加标回收率

准确移取一定量的OPBF4标准储备液，通过测定得知，乙腈中OPBF4浓度分别为5.34、6.26、7.41、10.82、11.62mg/L，采用标准加入法，将浓度值分别为5、5、5、10、10mg/L离子液体标准溶液依次加入。乙腈中标准工作曲线的线性回归方程为：y=0.09252+0.03041X，相关系数为0.9992，测得乙腈中OPBF4回收率在95.4%～102%之间，见表1。

表1 在乙腈溶剂中OPBF4的加标回收率

3 结论

实验中用溴代正辛烷和吡啶的物质的量比1.2∶1，加热回流，制备OcPyBr。在丙酮溶剂中用OcPyBr和四氟硼酸钠制备了OPBF4离子液体。测得有机溶剂乙腈中OPBF4离子液体的含量，乙腈中标准工作曲线的线性回归方程为：y=0.09252+0.03041X，相关系数为0.9992，反映溶液浓度和吸光度值两个变量之间的相关程度高，测得乙腈中OPBF4回收率在95.4%～102%之间。

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(本文文献格式：杨 沫，田孟哲，田 鹏.乙腈中OPBF4离子液体含量的测定[J].山东化工,2017,46(5):83-84,86.)

Determination Content of OPBF4Ionic Liquid in Acetonitrile

YangMo1，TianMengzhe2，TianPeng1*

(1.College of Chemistry and Chemical Engineering, Institute of Catalysis for Energy and Environment,Shenyang Normal University,Shenyang 110034,China;2.Software College,Shenyang Normal University,Shenyang 110034,China)

In this paper,the synthetic method was optimized: bromide N-octyl pyridium was synthesized by bromine octane and pyridine. Tetrafluoroborate N-octyl pyridium ionic liquid was synthesized by bromide N-octyl pyridium and tetrafluoroborate sodium. Further,tetrafluoroborate N-octyl pyridium was made quantitative analysis by ultraviolet spectrometry in acetonitrile,and the specification curve in acetonitrile was drew. The standard working curve of tetrafluoroborate N-octyl pyridium ionic liquid is y=0.09252+0.03041X (R=0.9992). Their coefficients of recovery in acetonitrile was recorded by standard addition method. The extent of adding standard recovery is 95.4%～102%.

tetrafluoroborate N-octyl pyridium; acetonitrile; ultraviolet spectrometry

2017-02-20

辽宁省自然科学基金(项目批准号：2015020241)；沈阳师范大学重大孵化项目(项目批准号：ZD201406)；沈阳师范大学大学生创新创业训练计划项目

杨 沫(1991—)，女，辽宁葫芦岛人，沈阳师范大学硕士研究生；通讯作者：田 鹏(1967—)，男，辽宁沈阳人，沈阳师范大学教授，博士，硕士研究生导师。

O656

A

1008-021X(2017)05-0083-02