离子液体在有机反应中的应用研究

王寿云 山东技师学院

传统的化学领域的有机合成所利用的催化剂及溶剂大都具有着较强的易挥发性，其不仅会造成环境污染，对研发人员的身体健康也有着一定的不良影响，因此，环保型的催化剂及溶剂的研制一直都是我国化学科研领域关注的主要问题之一。近年来，以温室离子液体为主的绿色溶剂逐渐被人们发现并应用在有机反应当中，且取得了较好效果。

一、离子液体的概念

离子液体，也称作低温熔融盐，其通常是指熔点在100℃以下的有机盐，主要成分以离子为主，具有着热稳定好、不易挥发的特点，同时性质可调，且具备较强溶解能力，应用范围比较广泛。就目前而言，对于离子液体的研究已经形成了较为成熟的研究体系，而随着我国环保理念及能源战略的进一步展开，离子液体因具备较强的重复利用优势而得到广泛关注。

相关领域学者研究认为，离子液体是一种具有较强吸引力的绿色溶剂，是有机反应过程中传统的化学溶剂及催化剂的良好代替品。近年来，国内外均已经开展了对于离子液体有机反应的研究，这一系列的研究进一步指明了众多离子液体的分类以及在有机反应过程中的作用和价值。

二、离子液体在有机反应中的应用

近年来，相关领域对于离子液体在有机反应中的应用的相关研究逐步成熟，且已经发现诸如氯铝酸离子液体、Brφnsted酸性离子液体、碱性离子液体以及手性离子液体等多种类型的离子液体作为溶剂或催化剂，具有参与有机反应的价值，下面进行具体分析。

（一）氯铝酸离子液体的应用

氯铝酸离子液体是在20世纪80年代初期被发现的，随后其被广泛应用在了化学反应及电化学的研究当中，这其中以Cl-AlCl3为主，该类型的离子液体被研究次数最多。相关研究发现，当AlCl3摩尔分数等于0.5，其会变为中性离子液体，负离子以AlCl4-为主；当摩尔分数大于0.5时，其会变为酸性离子液体，负离子以Al2Cl7-为主；当摩尔分数小于0.5时，其会变为碱性离子液体，负离子以AlCl4-以及Cl-为主。上述离子液体作为催化剂或者反应溶剂都是不错的选择，但是，由于其化学稳定性及热稳定性相对不强，在进行有机反应的过程中不可以与水结合，故而在实际应用中主要利用其催化性能。

（二）Brφnsted酸性离子液体的应用

和氯铝酸类离子液体相比较，该种类型的离子液体研发较晚，但相关研究表明，该类型离子液体的水稳定性更强，催化活性较高，所产生的物体容易分离，可以进行重复使用。相关学者发现，该类型离子液体可以把脂肪酸、脂肪醇充当反应物合成芳香酯，对于酯化反应催化效果较高，同时经过多次重复利用依旧可以保持原有的催化活性。利用该类型离子液体合成的催化剂具有极高的催化活性，产率高达9成以上，而其后期产物可以直接利用过滤方式进行分离，整体操作方法较为简单，同时操作环境的污染程度无限接近于零，且催化剂也能够进行回收利用，可以有效实现有机反应的环保转型。相在不断研发和创新的过程中，Brφnsted酸性离子液体已经生成多种类型，而这种创新大都是建立在离子液体内部官能团的基础上进行合成和研发的，在未来有着极大的发展空间，故而，该种类型的离子液体应用优势较大，能够较好地满足当前对于离子液体的环保性能方面的需求。

（三）碱性离子液体的应用

碱性离子液体在有机反应中的应用，最先始于N-甲基咪唑基体碱性离子液体。各种类型的碱性离子液体在催化硝基苯甲醇及丙酮过程中能够起到缩合反应，其中的催化活性强度和碱性强度是一致的，同时，相关研究表明，该种离子液体经过循环使用之后，在多次使用后依旧能够将产物产率保持在8成以上。建立在米唑类离子液体的基础上，相关学者通过一些碱性基团的引入进一步提升了其阴离子的活性，发现其中dmim2co3的碱性最强，同时对糠醇以及丙二酸的反应具有最强的催化性，在连续使用数次后，其产生效率依旧保持在98%左右。在当前化工领域的生产过程中，碱性催化剂占据了极为重要的地位，碱性离子液体也可以有效代替传统离子液体作为催化剂，且活性较高，能够有力改善传统固体碱的分离缺陷。

（四）手性离子液体的应用

手性离子液体目前主要应用在不对称合成、气相色谱、手性识别等领域，其具有极强的应用有效性，在温室离子液体研发过程中，受到的关注度也最高，由于手性离子液体在合成过程中会花费较多的成本，导致其在国内的推广程度相对较弱，但基于其自身存在的较强的应用优势，依旧是众多学者的主要研究对象，例如，有学者建立在脯氨酸的基础上研发了手性底物，在与N-烷基咪唑进行有机反应后，打造出了含有手性吡咯环的米唑类手性离子液体。而将之应用在硝基乙烯苯以及环乙基酮的加成反应中，通过进一步改善工艺条件，其产物收率接近100%，其中的ee值也高达99%左右。此外，在羟醛缩合反应中，该种离子液体具有较强的催化性能。上述一系列的研发成果证明了手性离子液体在化工生产过程中较强的应用价值，其催化性能较高，回收率也较强，能够有效代替传统催化剂，但需要注意的是，在研发和进一步发展创新的过程中，要注重实现成本控制和成本优化，如此才能进一步提升其推广和应用范围。

三、结语

在化工领域技术研发的过程中，为了进一步提升其过程的绿色环保程度，文章结合有机反应过程中溶剂、催化剂的性能，对离子液体在有机反应中的应用进行了分析。随着科学技术的不断发展，以离子液体作为主要溶剂或者催化剂进行新产品的研发，既可以有效替代传统溶剂和催化剂，也能够进一步提升化工生产过程中的绿色生产水平，这对于改善化工环境污染显然是十分必要的，且可以有力带动化工产业科学技术的发展和创新。