【正文】 因此，其碳氫鏈間更容易產(chǎn)生疏水締合相互作用。 圖 是目標產(chǎn)物 C12mimBr 的水溶液在 25℃下的表面張力與濃度的關系曲線，圖的 轉折點處得 臨界 膠束濃度 103mol/L，在 臨 界膠束濃度下的表面張力為西南石油大學本科畢業(yè)設計（論文） 20 。其中，氮氣流量 250 ml/min，溫度范圍為 0~120℃ ，升溫速率 5℃/min。而 C12mimBr 在常溫下是白色固體。反應所得到產(chǎn)品的提純方法為將粗產(chǎn)品用乙酸乙酯和乙腈重結晶提純，再用旋轉蒸發(fā)儀出去乙酸乙酯，真空干燥，得到白色粉末狀固體。反應所得到產(chǎn)品的提純方法為將粗產(chǎn)品用乙酸乙酯重結晶提純，再用旋轉蒸發(fā)儀出去乙酸乙酯，真空干燥，得到白色粉末狀固體。 理論產(chǎn)量根據(jù)反應方程式計算出來的，因為反應時 1： 1 反應，所以理論產(chǎn)量為。 所以認為 本實驗則是屬于 SN2 的范疇。在反應過程中，取代基團提供形成新鍵的一對電子，而被取代的基團則帶著舊鍵的一對電子離去。 2. 4 合成路線 N甲基咪唑與 1溴代十二烷發(fā)生如下反應： + RBr R=C12H25 在 氮氣保護下，將 N甲基咪唑和溴代正烴烷按 a： b 的摩爾比投入圓底燒瓶中， T℃條件下加熱攪拌 X 小時以上。隨著對離子液體表面活性劑的深入研究，含有 1，3二烷基取代咪唑類離子液體表面活性劑是近期的研究熱點，因為通過改變烷基鏈的長短或在烷基鏈上添加官能團可以使之某些性質(zhì)發(fā)生根本性變化。 這些研究無論是對于理論發(fā)展或者實際應用都將具有重要意義。眾所周知，表面活性劑復配體系不僅能發(fā)揮各自的優(yōu)勢，降低成本，而且能產(chǎn)生協(xié)同效應，有更廣泛的應用價值。 但工作量大，操作繁瑣。所以 Burrell等重復 2— 3次脫色，旋蒸，70℃下真空干燥 5 h，才得到無色的離子液體。一般情況下將離子液體在 70℃下減壓干燥幾個小時后，仍會存在一定含量的水分。例如：通常是將 N甲基咪唑減壓蒸餾，然后立刻將不在氮氣氣氛下使用的 N甲基咪唑放在冰箱中存儲。一般而言，溫度越低，反應時間就越長，這樣得到的目標離子液體的顏色就越淺。 等人采用循環(huán)伏安法和化學電阻光譜法對 EMIES 作為雙層電容器的電解液進行了研究，為離子液體在電化學領域的應用 做出 了積極的嘗試和探索。 Jose’S. Torrecilla 等人采用 一 種全新的自主成分分析 /紫外聯(lián)用的方法研究了低濃度 EMIES 和甲苯在水溶液中的含量 ； 他還研究了空氣相對濕度對 EMIEs 的密度、粘度、表面張力和表觀摩而體積等方面的影響。 由于這種合成方法較為容易，合成出來的 EMIES 性能良好而備受研究者肯定，西南石油大學本科畢業(yè)設計（論文） 12 后來諸多對 EMIES 的合成及研究均 一 直沿用這種方法。 Zhang Suojiang 等人對[EMIM]BF4和水的二元體系的物理和化學性質(zhì)進行了測定，結果表明，體系中水含量的增加對 [EMIM]BF4的密度、粘度及熱力學穩(wěn)定性會有明顯的影響，此外溫度的變化對 [EMIM]BF4的粘度也有顯著的影響。 Sergey A. Katsyuba 等人采用密度函數(shù)理論 與核磁共振相結合的方法測定了 [EMIMIBF4 在二氯甲烷溶液中的分子結構，發(fā)現(xiàn)在不同密度和極性的溶液中 [EMIM]BF4的分子結構會發(fā)生 一 定的改變，為 [EMIM]BF4的研究提供了新的思路。通過熱分析和電化學分析結果表明，合成出來的產(chǎn)物粘度 、熔點及電化學窗口與早期文獻的結果相差不多。長鏈的離子液體型表面活性劑與傳統(tǒng)的表面活性劑不同，在極性溶劑中容易形成溶致液晶，如 Tiddy 等考察了 N烷基 吡啶 氯化物 ([CnPy][Cl]， n=12～ 16)和 N烷基 吡啶溴 化物 ([CnPy[Br]， n=12~20)分別在水、乙二醇、甘油、甲 酰 胺和 EAN 中的聚集行為，結果表明 ： [C12py][Cl]或 [C14Py][Cl]在水中， [C16Py][Cl]在甘油中， [C16Py][Cl]、[C18Py][Br]或 [C20Py][Br]在甲 酰胺 中都可以形成立方液晶相，同時，研究發(fā)現(xiàn)具有不同烷基取代基的離子液體其臨界膠束濃度 (cmc)以及形成液晶相時的濃度不同。 離子液體型表面活性劑 通常， ILs 的陽離子為含有 咪唑 環(huán)、 吡啶 環(huán)頭基和 一 個相 對較長的烷基鏈，這種特殊的結構賦予了 ILs 具有諸多特殊性質(zhì)。 Fe2+、 [Et3NH]AlCl4 西南石油大學本科畢業(yè)設計（論文） 10 在 三次采油中的應用 ILs 獨特的溶解性和催化作用，使它開始應用于稠油改質(zhì)降 黏 方面，并且己經(jīng)顯現(xiàn)出優(yōu)勢。 離子液體也同樣 能應用于太陽能電池盒電容器方面。由于 ILs 本身具有熱穩(wěn)定、低 蒸汽 壓、不可燃、高離子傳導率、寬電化學電 位窗、且易與聚合物形成凝膠等特性，使其不僅可以用作電解液，而且可以用作導電高分子所構成器件中的介質(zhì)。而 ILs 作為 一 種綠色溶劑，由于其具有的各種優(yōu)良特性，目前用無揮發(fā)性的 ILs 代替有機溶劑己經(jīng)成為有機合成領域中 的 一 個頗具特色的研究方向。目前，采用 ILs復配得到的雙水相體系在萃取生物產(chǎn)品過程中得到良好應用，受到人們的廣泛關注，Rogers 等首次報道了 ILs[Bmim][Cl]可與 一 些無機鹽如 KOH、 K3PO4及 K2HPO4等形成上相富含 ILs 和下相富含 鹽類的雙水相體系，為其進 一 步應用提供了基礎數(shù)據(jù)。 Blanchard 等考察了在室溫條件下， 20 種有機物 (10 種為苯及其衍生物， 10 種為己烷及其衍生物 )在 [bmim]PF6中的溶解性，研究發(fā)現(xiàn) ： 有的完全互溶，有的溶解度很小。 Tong 等則報道了在不同溫度下， [C2mim][AlCl4]及 [C6mim][AlCl4]的表面張力，結果顯示在 25℃ 時兩種 ILs 的表面張力分別為 和 達因 /厘米。文獻中指出 的 ， ILs 的油氣表面張力值 一 般都比傳統(tǒng)有機溶劑 高（ 如 [C4mim]I： 達因 /厘米， [C4mim]PF6： 達因 /厘米， [C8mim]PF6： 達因 /厘米 )，但會低于水的表面張力 (水 ： 73 達因 /厘米 )。目前，廣大研究者將其作為電解質(zhì)應用于電池中 [20]。 氫鍵對 ILs 粘度的影響非常明顯，如 ： 比較含不同組分的氯鋁酸鹽的粘度會發(fā)現(xiàn)[18],當 ILs 為堿性的時候，即 x(A1C13) 時， ILs 的粘度會增加，這是因為 咪唑 類陽離子氫原子和堿性氯原子之間形成了氫鍵，而存在的大量氯離子使得其氫鍵作用加強，導 ILs 的粘度增加 ； 當 ILs 為酸性時，即 x(A1C13) 時， ILs 粘度較低，這是因為較大的離子 AlC14— 和 A12C17— 的存在，使體系內(nèi)形成的氫鍵作用較弱，自然導致ILs 的粘度較低 分子間范德華力對離子液體的粘度也有較大影響 [19]，表 給出了含 [bmim]+陽離的不同離子液體的粘度。例如，胺或 磷 直接質(zhì)子化合成的 ILs 的熱穩(wěn)定性差 ； 在真空 80℃的條件下，很多含三烷基按離子的 ILs 就會分解 ； 季 銨 鹽由于易發(fā)生 Hofman消除反應，會發(fā)生熱誘導的去烷基化 (逆季 銨 化 )反應，且其熱分解溫度與陰離子的親水性有很大關系 ； 另西南石油大學本科畢業(yè)設計（論文） 6 外， ILs 比水和多數(shù)有機溶劑具有更寬更穩(wěn)定的液態(tài)溫度范圍 ： 一 般季 銨 氯鹽 ILs 的最高工作溫度在 150℃左右，而 [emim]+BF4— 卻能在 300℃時仍然保持穩(wěn)定，并且在溫度達到 400℃時 [bmim]+CF3SO3— 和 [emim]+(CF3SO2)2N]— 也不會分解，由此可以看出ILs 的應用領域更加闊。 Keim[15]等人研究發(fā)現(xiàn) ：通過調(diào)節(jié)陽離子的烷基取代基鏈長可以優(yōu)化 ILs 的溶解性，如 ： 正辛烯在 (MeEt3N)+一種表面活性離子液體的合成 5 （ pMePhSO3)— 中不溶，但在 [Me(ne6Hll)3N] +（ pMePhSO3)— 中能溶解，由正辛烯在含相同甲苯磺酸根陰離子季按鹽 ILs 中的溶解性可以看出，隨著 ILs 陽離子取代基側鏈鏈長的增加，即非極性特征增加，正辛烯的溶解性是變大的 ； 同樣，具有相同陽離子、不同陰離子的 ILs 的溶解性也有明顯差異，如 C3F7COO— ， CF3COO— 和 CF3S03—都是高水溶性的，但 PF6— 和 CF3SO2N— 的離子與水只能形成兩相混合物。通過比較含不同烷基取代基咪唑 陽離子的氯鋁酸鹽的密度 可知 [14]，氯鋁酸鹽的密度與其陽離子上烷 基鏈長呈線性關系，即氯鋁酸鹽的密度隨著烷 基取代基的增大而減小 ； 隨著氯化鋁摩爾比例的增加而增加 ； 這與 等的研究結果 一 致 ， ILs 的密度也與溫度有關，且與溫度呈線性關系。陰離子生成合物的熔點由大到小的順序為 ：Cl— NO2— NO3— AlC14— BF4— CF3SO3— CF3CO2— 。 通常情況下， ILs 的熔點隨著其陽離子對稱性程度的提高而增大，可以通過比較不同氯化物的熔點了解陽離子的體積對 ILs 熔點的影響 [12]，在 ILs 陰離子相同的情況下，其熔點是隨著陽離子體積的增大而逐漸降低的。西南石油大學本科畢業(yè)設計（論文） 4 但當側鏈碳分子數(shù)增大到 一 定程度時， ILs 的熔點會迅速增高。 一 般而言，物質(zhì)的熔點與其晶體結構之間有著密切的關系，能直接影響到物質(zhì)的使用溫度范圍。 特別是近幾年來， ILs 作為 一 種綠色溶劑或催化劑，在催化和有機反應中發(fā)揮了獨特 的作用，引起世界各國催化界與石化企業(yè)界的廣泛關注。此后，[EMIM][PF6]也相繼 問世了 。 20 世紀 70 年代 Osteryaung 和 Wilkes[7]等人在研究有機電化學時，利用 Hurley 報道的 ILs([NEtPy]AlC4)作電解液，重新合成了 吡啶 基鋁酸 ILs，并且該 ILs 能 作用于一種表面活性離子液體的合成 3 有機合成中的催化劑和反應介質(zhì)。 (4)通過設計 ILs 的陰、陽離子，可以根據(jù)需要的不同合成各類對無機物、有機物和聚合物的溶解性不同的 ILs，并且可以調(diào)節(jié)其酸度至超酸。 ILs 與傳統(tǒng)有機溶劑和電解質(zhì)溶液相比，具有 一 系列突出的特性，例如 ： (1)極低的 蒸汽 壓，這是由于 ILs 內(nèi)部存在相當大的庫侖作用力的緣故。 西南石油大學本科畢業(yè)設計（論文） 2 (3) 其它特殊類型 ： 此類 ILs 是由含氮的有機雜環(huán)陽離子和無機陰離子組成，比有機溶劑具有更多的優(yōu)點。 (1) AlC13 型 ： 此類主要是金屬類鹵化鹽，如 AlCl4， CuC12等，由于該類型 ILs具有很多 的 優(yōu)點，不僅能較好的應用于電化學和化學反應中，而且可 以同時用作溶劑和催化劑。 ILs 的諸多 的 特殊性能，使其成為傳統(tǒng)揮發(fā)性溶劑的理想替代品。 imidazole。 產(chǎn)物經(jīng)分離 純化后用紅外光譜測試技術進行表征，最后測試了合成產(chǎn)物的熔點 ，以及表面活性。而當它的烷基鏈較長時，則類似于傳統(tǒng)的陽離子表面活性劑，并作為雙親性的咪唑離子液得到了廣泛的研究。現(xiàn)有的應用最為廣泛的離子液體為烷基甲基咪唑鹽，然而其設計性差、極性大、憎水性弱、有機性能低的缺陷限制了其在工業(yè)上的進 步應用。因此設計開發(fā)新型的、具有特殊功能的離子液體材料來滿足不同的需求并豐富離子液體基礎化學理論，具有重要意義。研究表明，與傳統(tǒng)的陽離子表面活性劑 — 烷基三甲基溴化銨相比，這種長鏈咪唑離子液具有更高的表面活性。 關鍵詞 ：離子液體；咪唑；表面活性 Abstract Ionic liquids as a new type of green material, nonvolatile, nonbustible, reusable, good thermal stability, and physicochemical properties tunable characteristics, and in fine anic synthesis, catalysis, electrochemistry, materials science, bioengineering and energy and other areas has been widely used. Existing most widely used ionic liquid alkyl methyl of imidazole salt, however, its design, polarity, polar weak anic performance of low defect limits its industrial progress further applications. Design and development of new, special features of ionic liquid materials to meet different needs and enrich the ionic liquid and basic chemical theory is of great significance. Imidazole surfactants are a new class of surfactant. For 1 alkyl 3 – methyl imi