优点： 1. 避免大量使用浓酸，环境友好，废物少，仪器腐蚀轻 2. 同时提高了转化率和产率。
J. Peng, Y. Deng ， Tetrahedron Lett., 2001, 42(3), 403-405.
药物合成
2 0 0 0 ， Seddon 等 人 完 成 了 [C4dmim][PF6] 中 药 物 （Pravadoline）的全合成，产率可达99％。
Khadilkar, Synth. Commun. 2000, 30, 1605 Christopher J., Adams M., Chem. Common., 1998, 19 (7); 2097-2098
Diels-Alder reaction
Lee等人报道了在 emim+/ BuPy+--AlCl4 进行D-A反应。
常见的有机阳离子
有机铵离子 吡啶离子
有机磷离子 咪唑离子
按阴离子区分
AlCl3型 负离子中含稀散元素和过渡金属元 素(Al、Fe、Ga、In等)的离子液体。 自1982年Wikes等发现N-乙基-N’甲基咪唑(emim)Cl-AlCl3以来，AlCl3型离
子液体开始被重视，它主要用于电化学和化学反应中，可同时作溶剂和催化剂。
功能型离子液体体系
• 近年来,离子液体研究快速且成功地扩展到分离分析、清洁 能源、生命科学以及功能材料等研究领域
邓友全等，科学通报，2004，49（6），515-521 寇元等，化学进展，2003，15（6）：471-476
三代离子液体
三、离子液体的分类与合成
按照阴离子类型分类
金属类
非金属类
按照有机阳离子类型分类
四、离子液体的性质、特点及应用
溶解性 熔点（阳离子空间不对称性） 粘度（氢键，范德华力，温度，阳离子结构） 密度（温度，阳离子体积） 酸碱性 热稳定性 导电性和电位窗
郭文希等，辽宁化工，2003，32（6），256-259
1、主要特点
✓非挥发性或”零”蒸汽压 ✓低熔点(可低到-90℃)
烷基的碳原子越多，熔点越低 阴离子越大，熔点越低
优点： 1. 反应程序简单化，产率极高 2. 第二步没有铝盐存在，且废弃物大大减少
Pure Appl. Chem., 2000, 72(7):1391-1398
b. 离子液体作为溶剂用于无机合成
Dai.等在离子液体中室温制备SiO2气凝胶
决定因素：老化时间
传统方法的缺点 溶剂易挥发，超临界干燥 离子液体作为溶剂的优点 极低的蒸汽压, 完全的离子态,有机溶剂萃取
Chem. Commun. 2000, 837
Friedel-Crafts acylation
Khadilkar 用 BPAlCl4代替酰氯、酸酐、卤代烃在 Lewis酸/AlCl3进行了F-C反应。
优点： 1. 避免使用大量的AlCl3 /酰氯或卤代烃溶剂。 2. 环境友好, 可以取代传统的酸催化剂。
延长老化时间
增加聚合速度
免去了超临界干燥
Dai Y. H. Ju,et al，Chem. Commun., 2000, 243–244
c.离子液体作为溶剂与纳米技术结合
低的表面张力和表面能
Yong Zhou等在离子液体 中合成TiO2纳米颗粒，具 有高的热稳定性和光催化 反应活性
2－3nm 6.3nm
Fukushima 等人将离子液体与碳纳米管混 合后得到了性能良好的一种凝胶物，来解决碳 纳米管加工中的一些关键问题。
制备Ag纳米微粒
HO
O H + AgNO3
[BMI][BF4] CH3CH2OH
Ag + Rm
Ag纳米微粒的X射线衍射(XRD)
Acta Phys.-Chim.sin. 2004,20(5) 554-556
一些盐的熔点
常规盐
熔点/oC
NaCl
803
KCl
772
K2CO3
891
AlCl3
192
NaCl-KCl
658
(50:50)
AlCl3-NaCl-KCl 94 (60:26:14)
离子液体
熔点/oC
[BMIm]Cl
65
[BMIm][BF4]
-76
[BMIm][PF6]
-8
[BMIm][CF3CO2] -14
不对称环氧化反应
不对称催化—— 不对称环氧化反应 Song等人研究结果表明RTILs在选择氧化反应中也具有优越性。 在原来的溶剂中加入RTILs bmimPF6后可以提高催化活性。
加入前： conv. 86%，ee: 96% ------6h 加入后： conv. 86%，ee: 96% ------2h
邓友全等，科学通报，2004，49（6），515-521
离子液体 电解质溶液
室温离子液体的结构
离子之间作用力 ，晶格能 ，熔点 ，室温 下呈液态,所以称之为室温离子液体。
J.Z. Yang, Green Chem., 2004, 6, 541-543.
3CF O
O CF3
CF3
S O
S N_
O
优点： 1. 极性，Lewis酸性可调，可以提高产率和立体选择性。 2. 催化剂可以循环使用、反应蒸气压低、无爆炸性、热
稳定性高，而且易于操作。
Tetrahedron Lett. 1999, 40, 2461
Beckman Rearrangement
Y. Deng 等人在BPBF4, BMIBF4实现了Beckman 重排 （solvent free）
AlCl3型离子液体中Cl，但其热稳定性和化学稳定性较差，且不可遇水，空气中
有水蒸汽也不行，需要在真空或惰性气体保护条件下操作，使用不方便。
Cl-
-
3
M
+
Cl
-
Cl
-
Cl
非AlCl3型
主 要 是 以 PF6-、BF4- 、C2H5OSO3-、C2H5OCO3-、（C2H5O)3SiO-、 CF3SO3- 、 (C2F5O)3SiO、(CF3SO2)2N- 、C2F5OSO3- 、C2F5OCO3- 、等 为负离子的离子液体。
• 20世纪80年代中,Seddon和Hussey等将氯铝酸离子液体当作 一类非水极性溶剂,研究不同过渡金属配合物在其中的电化 学行为、谱学性质以及化学反应等
对水和空气 敏感
耐水型离子液体体系
• 20世纪90年代,合成了一类以1-3-二烷基咪唑氟硼酸盐或磷 酸盐为代表的新型离子液体,使得离子液体的研究和应用迅 速扩展
1992年Wikes等发现了对水、大气稳定的且组成固定的(emim)BF4 离子液体，其后人们对离子液体的研究迅猛发展，品种已达到几百种，其
中 研 究 较 多 的 负 离 子 有 BF4-、PF6-、(CF3SO3-)、[N(CF3SO2)2-] 等 ， 电 化 学窗口一般大于3 V，有些甚至6 V以上。
✓宽液程(可达300℃) ✓极佳的溶解性
无污染，可循环 化学反应的优良溶剂
✓结构可设计性
需求特定，量体裁衣
合理选择阳离子与阴离子可形成众多液体离子的组合，他们能够满足 化学反应的需要；
通过改变阳离子与阴离子的结构，从而调整离子液体的溶解度、密度、
流动性等，以满足所需要求。
✓宽的电化学窗口
在电化学领域的广泛应用
室温离子液体
内容提纲
➢ 一、定义 ➢ 二、发展历史 ➢ 三、分类及合成 ➢ 四、性质、特点及应用 ➢ 五、总结与展望
参考图书： 邓友全：离子液体－－性质、制备与应用，中国石化出版社，2006 张锁江等：离子液体－－从基础研究到工业应用，科学出版社，2006
一、什么是室温离子液体？
室 温 离 子 液 体 （ room temperature ionic liquids）：是指在室温或室温附近温度下呈液态 的,仅由离子组成的物质。
不对称氢化反应
过渡金属络合物的碳碳双键不对称催化是均相催化研究 较多的反应之一。 传统方法缺点： 产物分离难，催化剂难以循环利用。
Duport等人在离子液体中进行不对称氢化反应：
优点： 1. RTILs可以回收，催化剂可以循环利用。 2. 氢化产物可以定量的从反应混合物中分离。
Tetrahedron Asymmetry, 1997, 8(2):177
OS
3
CF
_N S
O
O
O
Mn+
O
OS
_ N
CF
3
SO
O
_ N
O S
O
CF3
S
3
CF3 O
O CF
室温离子液体屏蔽离子氛模型
离子液体中异号离子
离子液体中同号离子
J.Z. Yang, Green Chem., 2004, 6, 541-543.
溶质的离子
室温离子液体屏蔽离子氛模型
两种典型的室温离子液体
季铵盐类
季鏻盐类
烷基吡啶类 烷基咪唑类
李汝雄等，现代化工，2003，23（10）：17-21 李汝雄等，化工新型材料，2002，30（9):13-16
常见的阴离子
金属类：AlCl4- 、 Al2Cl7- 、Au2Cl7- 、Fe2Cl7-、 Sb2F11-、Cu2Cl3- 、Cu3Cl4- 、 非金属类：BF4-、PF6-、NO3-、NO2-、 SO4-、 CF3SO3- 、CF3CO2-
离子然后在表层附着含催化剂的多层离液体，已成功用于1-己烯的氢甲酰化 反应）。
a. 离子液体作为溶剂用于有机合成
用途： 室温离子液体可直接用于付氏烷基化、酰基化、酯 化和催化等反应的溶剂。
优点： 避免挥发性有机化合物 （VOCs）带来的环境污染 和对人类的危害，是传统有机溶剂的理想替代品， 是环境友好的绿色溶剂。