两步合成法
如果直接法难以得到目标离子液体,就必须使用两步合成法。首 先通过季铵化反应制备出含目标阳离子的卤盐,然后用目标阴离子 Y-置换出X-或加入Lewis酸MXy来得到目标离子液体。在第二步反 应中,使用金属盐MY(常用的是AgY或NH4Y)产生AgX沉淀或NH3、 HX气体而容易除去;加入强质子酸HY,反应要求在低温搅拌条件下 进行,然后多次水洗至中性,用有机溶剂提取离子液体,最后真空除 去有机溶剂得到纯净的液体。应特别注意的是,在用目标阴离子 (Y-)交换阴离子(X-)的过程中,必须尽可能地使反应进行完全,确保 没有X-阴离子留在目标离子液体中,因为离子液体的纯度对于其应 用和物理学特性的表征至关重要。高纯度二元离子液体的合成通 常是在离子交换器中利用离子交换树通过阴离子交换来制备。
离子液体研究的现状分析
从1997．2006年SCI论文的发表情况来看，目前对离子液体作为一种新型溶剂或“软 "功能材料的应用研究已经涉及：有机反应、材料化学、电化学、高分子化学、分析 化学以及分离纯化技术等众多领域(Table1．1)，并在能源、环境、生命科学、航空 航天技术等领域展现出良好的前景。虽然各个领域对离子液体的开发和应用研究还带 有一定的盲目性，但是我们有理由相信：随着对离子液体本身结构与性质研究的不断 深入和系统化，人们对于它们的开发和应用研究将进入一个更为有序化的轨道之中。 另外，从离子液体研究的SCI论文数量来看，其增长速度也是相当惊人：从十年前的 一年约10篇增加到现在的一周约10篇。我们对于1997．2006年发表的SCI论文数量 进行统计，结果参见第一章离子液体的研宄现状与趋势Scheme 1．2。从图中我们可 以看出，进入2000年以来，离子液体研究的SC]论文数量呈爆炸式的增长态势。
1997年，Howarth首次报道了： 对水稳定的咪唑盐离子液体作为Lewis酸性催化剂，在Diels．Alder反应中的应用。这
是非铝酸盐“新型”离子液体，在有机合成中应用的最早报道之一。后来，Lee等 人报道了：铝酸盐离子液体[EMIM]C1-AlCl3或[Bpy]C1-AIC|3作为“催化剂一溶剂” 体系中的Diels．Alder反应(Scheme1．5)。研究表明：通过对离子液体酸性，即 AICl3在离子液体中所含比例的调节，反应速率和选择性，比在常规催化体系中的 都有很大提高。在酸性离子液体(51％A1C13)体系中，Diels．Alder反应的速率分 别是：在水中的10倍和在硝酸乙基胺中的175倍，同时反应的选择性(endo／ exo=19／1)是当时其它催化体系所不能比拟的。
微反应器法
微反应器法一般是指在一个内部尺寸为 几微米到几百微米的小型微反应器内进 行的反应。微反应器不但具有所需空间 小、质量和能量消耗少以及反应时间短 的优点，而且能够显著提高产物的产率 与选择性以及传质传热效率。
离子液体在有机反应中的应用 研究
起初，人们是把现离子离液子体液作体为也一可种绿色 具溶有剂催来化研究的 ，近来，功能化的离子液体已 成为一个研究的热点。从离子液体在有机反应中的应 用形式来看，
按照酸碱性的不同
为三种类型：酸性离子液体、中性离子液 体和碱性离子液体。
离子液体的研究历程
在1914年Sudgen等人就制得了一种熔点为12℃的离子液体[EtNH3]【N03】 (极易爆炸，但由于当时没有发现合适的用途，并未引起人们的关注，其后 在该领域的研究进展也就非常缓慢。
1948年，第一个基于氯化铝负离子的离子液体在专利中出现，其具有较高 的导电性。
离子液体的定义与分类
离子液体(IonicLiquids)：完全由有机正离子和无机或有机负离子所组成的，在室温或 接近室温下呈液体状态的盐类。
有时候离子液体也被称为“低温熔盐’’，因为与经典熔盐的熔点(>800C)相比，离 子液体具有低得多的熔点(一般被认为<100。C)。对于这类化合物的低熔点，一 般的解释是：正离子的不对称性起主要作用，即“不对称正离子和负离子结合的 松散特点”是导致其在室温下呈液态的主要原因。与常规的有机溶剂相比，离子 液体拥有其独特的、不可比拟的优点：
2003年，Nguyen等人报道了：在对甲苯磺酸的存在下，辛基甲基咪唑的溴盐 或碘盐离子液体([OMIM]X)，作为从醇制各卤代烃的卤代试剂和反应溶剂的新 方法(Scheme1．7)．与常规方法相比，溴盐或碘盐离子液体作为卤代试剂的合 成方法具有以下特点：反应速度快，产率高，产物易于分离，成本相对较低(离 子液体可以用加入卤化钠的形式得以回收利用)。他们开创了一个离子液体作为 “反应试剂一溶剂”的新体系，当时这类形式的研究相对较少。
离子液体的合成 按合成原理分类
按合成步骤分类
按合成原理分类
按照其合成的原理可以分为季铵化反应法、复分解反应法、酸碱中和法。 季铵化反应法
较早期的离子液体,均是由卤化季铵盐和卤化铝,按照一定的比例简单地混合而成。 其中离子液体的酸碱性通过控制卤化铝的用量来调节。如离子液体[bmin]Cl的合 成为:
以下两种类型： 一类是“正离子卤化盐+”型的离子液体，如[BMIM]AICl4，
该体系的酸碱性随A1C13的摩尔分数的不同而改变，此 类离子液体具有离子液体的许多优点，但对水和空气 都相当敏感； 另一类可称为“新型”离子液体，体系中与正离子匹配 的负离子有多种选择，如：
这类离子液体与A1C13类不同，其具有固定的组成， 对水和空气是相对稳定的。
咪唑盐类型的离子液体的研究发现，但是，四氯化铝负离子类型的离子液 体，由于其“对空气和水都相当敏感”的特殊性质，而大大限制了它们的 应用范围和人们对它们应用研究的积极性。 自从1992年，Wilkes等人合成了低熔点、抗水解、高稳定的新型离子液体 [EMIM]BF4之后，离子液体的研究才得以迅速向前推进，随后研发出了各 种不同类型的离子液体。特别是近十年来，人们对离子液体的研究就更加 的深入而广泛。
按合成步骤分类
按照离子液体合成的步骤可以分为： 直接合成法 两步合成法 外场强化法 微反应器法
直接合成法

就是通过酸碱中和反应或季铵化反应一步合成离子液体,操作
经济简便,没有副产物,产品易纯化。
具体制备过程是:中和反应后真空除去多余的水,为了确保离子 液体的纯净,再将其溶解在乙腈或四氢呋喃等有机溶剂中,用活性 炭处理,最后真空除去有机溶剂得到产物离子液体。另外通过季铵 化反应也可以一步制备出多种离子液体。
[bmin]Cl +AlCl3→[bmin]Cl-AlCl3 复分解反应法
如离子液体[emim]BF4的合成为： [emin]Cl +NH4BF4→[emin]BF4+NH4Cl
酸碱中和法 如离子液体[emim]PF6的合成为: [emin]Cl +HPF6(aq)→ HCl + [emin]PF6
2001年，Deng等人报道了：离子液体[BMIM]BF4或 [BMIM]PF6作为催化剂的三组份无溶剂Biginelli反应 (Scheme1．6)45,与传统方法相比，该新型催化体系的 特点是：反应体系相对简单，反应时间短，反应可以
在无溶剂条件下进行。这是非铝酸盐“新型”离子液
体作为催化剂最早报道的研究成果之一，引起国内外 同行的高度关注。
在15年之后(1963年)，又出现了基于氯化亚铜负离子的离子液体的报道 1967年，Swain等人报道了离子液体四己基苯甲酸胺作为有机溶剂的研究。 直到上世纪的七十年代，Osteryoung等人才对四烷基胺正离子和四氯化铝
负离子的离子液体进行应用上的系统研究。 在此后的十几年里，人们对于四氯化铝负离子的离子液体，特别是二烷基
离子液体的合成 及其在有机合成中的应用
应化10-3班
前言
一直以来，对各种类型溶剂的研究总是主导着化学前进的方向。虽然 任何液体都可以作为溶剂用，但是能作为常规溶剂来用的就要相对少得多。当 绿色化学成为工业界和学术界的关注焦点时，寻找无毒无害的溶剂就成为它的 主要研究方向之一。因为溶剂的好坏与否对化学的绿色化进程有着至关重要的 影响，原因在于：当今化学、化工中溶剂的使用量十分可观，而其所用溶剂一 般都具有易挥发、易爆炸的特点，这就给它们的运输和存放带来了极大的麻烦。 一般用于解决溶剂绿色化问题的方案有： (1)以水为介质的反应；(2)超临界流 体中的反应；(3)固态无溶剂的反应；(4)含氟溶剂中的反应。
外场强化法
外场强化法主要为微波法和超声波法。 微波法:是通过极性分子在快速变化的电磁场中不断改变方向而
引起分子的摩擦发热，属于体相加热。微波法加热升温速度较快， 可极大地提高反应速率(有些反应只需几分钟)，甚至提高产率和 纯度。 超声波法:超声波借助于超声空化作用能够在液体内部形成局部 的高温高压微环境，并且超声波的振动搅拌作用可以极大地提高 反应速率，尤其是非均相化学反应。
可以归纳为以下五种主要的基本类型： (1)惰性反应溶剂， (2)反应催化剂一溶剂， (3)反应试剂一溶剂， (4)金属催化剂的配体， (5)反应液体支载物。
原来的铝酸盐体系通常需要用水来作为反应的终结物，但是水的加入又直接促使 铝酸盐离子液体的分解。2000年，Sheldon等人首次报道了离子液体作为非水极 性溶剂在Candidaantarctica酶催化反应中的应用，开创了非水溶剂中酶催化反应 研究的另一个新领域(Scheme1．4),研究表明：酶催化剂在离子液体反应体系中 并没有失去活性，反应速率与在常规有机溶剂中的相当或者更快，而离子液体所 具有的“高极性溶剂”的特点为那些大极性的反应底物，如碳水化合物在非水溶剂 中进行酶催化反应提供可能。
离子液体的研究历程
进入21世纪以后，新型离子液体，特别是功能 化离子液体的开发和应用研究已经受到普遍关 注，成为离子液体研究的方向和新的增长点。
因此，从时间发展的顺序来看，可以认为：对 于离子液体的研究经历了三个历史阶段：