摘要摘 要氨基酸是蛋白质的基本构成单位 在氨基酸的晶体和水溶液中， 氨基酸均以内盐形式存在 同时， 氨基酸的结构中具有天然的氨基结构， 为吸收酸性气体的功能化离子液体合成提供了丰富的结构来源 本论文对氨基酸和离子液体构成的双水相、 氨基酸功能化离子液体的合成及其对二氧化碳的吸收进行了研究本论文对氨基酸和亲水性离子液体构成的双水相体系进行了 研究 发现甘氨酸、丝氨 酸、 脯氨酸与 离子液体[ b m i m ] [ B F 4 】 在一定的 温度F 均能 构成双水 相 三种氨 基酸构成双水相的难易程度为甘氨酸> 丝氨酸 > 脯氨酸本部分工作还通过质量法测定T 甘氨酸与[ b m im ] [ B F 4 ] 双水相体系的连接线，并测定了丙酮和 2 一 丙醇在两相的分配系数，证明该双水相体系具有潜在的应用功能本论文合成了氨基酸一 麟类功能离子液体，并对该系列离子液体的物理化学性质如密度、粘度、电导率、旋光度、玻璃转化温度、热分解温度、比热容进行了测定发现此类离子液体的热分解温度普遍高于2 0 0 0C ， 牛磺酸磷类离子液体的热分解温度甚至达到3 6 0 0C ; 该类离子液体的电导率和玻璃转化温度呈线性关系; 该类离子液体的质量比热容普遍大于2 ， 并随氨基酸阴离子的分子量增加而增加。
本论文对氨基酸类功能离子液体吸收二氧化碳进行了 研究 发现该系列离子液体吸收二氧化碳后粘度很大， 吸收速率很慢; 将该类离子液体负载于多孔的二氧化硅表面，可以有效的增大吸收面积，缩短达到吸收平衡的时间;连续四次吸收/ 脱附实验表明， 该类离子液体具有良 好的重复性1 摩尔该类离子液体 ( 每分子氨基酸阴离子带一个氨基)在无水条件下可以吸收0 .5 摩尔的二氧化碳， 吸收可逆;含水条件下，1 丁 以吸收 1 摩尔二氧化碳，吸收不可逆关 键词:离子液体，氨基酸，双水相，二氧化碳， 吸收I绪论绪论1 . 1 离子液体离子液体 ( i o n i c l i q u i d ) 是组分为离子构成液体的总 称， 在一 定程度上和熔融盐具备同样的含义 根据熔点 ( 玻璃转化温度)的不同， 分为高温离子液体和低温离子液体 高温离子液体一般指的是高温熔融盐， 如熔融氯化钙等， 可被用于钦金属的高温电解 而当前文献中出现的离子液体一般指的是低温离子液体， 也就是室温离子液体 (( r o o m t e m p e r a t u r e i o n i c l i q u i d ) 其性 质介于 有机 物和无 机物之间， 相 对于 纯粹的有机溶剂、水、高温熔融盐具有很多独特的优点:1为阴离子和阳离子组成。
常见的阳离子有咪哇类、毗咤类、毗咯类、肌类、钱类、 麟类等;阴离子有 B F 4 , P F 6 , S b F 6 . N ( C F 3 S O 2 ) 2 - , N ( C 2 F 5 S O 2 ) 2一 、C F 3 C 0 2 一 . C F 3 S O 3 一 , C H 3 S O 一 、A 1 2 07 - 1 A 1 3 C 1 , 一 、A u 2 C l ? 一 、F e 2 C 1 7.S b 2 F , ; 一 等2熔点远低于或接近室温，液态温度区间宽比较适合做溶剂和反应介质3蒸汽压低， 几乎不挥发 离子液体作为反应的介质可以循环使用， 不会挥发损失 同时很低的蒸汽压也有利于离子液体和易挥发溶剂的分离， 例如可以通过蒸馏的方式将离子液体和水或者一般的有机溶剂分离4 电 导 率比 较高， 可 达1 0 -4 S .c m - ， 数量级 可 在离 子液体中 进行聚 合， 得到具有优良电导率的导电聚合物5具有宽的电化学稳定电位窗口， 可被用做电化学反应的支持电解质 如， 离子液体被用做四 氯化钦电 解的支持电 解质D - 2 16具有良好的溶解特性， 根据离子液体结构的不同， 对很多无机物和有机物有选择性溶解的能力。
如， 二氧化碳在咪哇类离子液体中的溶解度比较高， 而氮气、 氧气、 氢气的溶解度则比 较低[3 - 4 17 结构“ 可设计” 其物理、化学性质可以 通过改变阴阳离子的结构来实现例如， 在[ b p i - ] [ B F 4 ] ( b , b u t y l ; p , p r o p y l ) 咪哇阳 离子 环的丙 基 末端修 饰一个 氨 基，一 摩尔离子 液体就 会在常 压吸收0 .5 摩尔的 二 氧化碳 [s 1氨基酸了 离子液体体系的热力学性质研究由 于 离 子液体 独 特的 性质， 离子液 体 在反 应 [6 -3 1 1 、 分 离 [3 2 .3 6 1 、 生 物[ 3 7 .4 2 ] 等很 多 领[0 得到了深入的研究飞 2 离子液体合成根据离子液体的结构中有无功能基团， 将离子液体分为功能离子液体和非功能离子 液体 非功能离子液体没有特定的选择性的功能， 只是被用做广谱的溶剂和反应介质功能离子液体是在其结构中引入了特定功能基团的离子液体1 .2 . 1 非功能离子液体的合成2 . 1 . 1 按类离子液体的合成脂肪链按盐阳离子是室温离子液体的一类重要的阳离子组分来源。
\ 斗 /N\ 州 /N\ 勺 /N甲酞胺在碳酸钠或者碳酸钾的存在下， 与卤 代烷烃在适当的温度下搅拌4 8 - 7 2 小时，冷却到室温后过滤，滤出液被蒸发干燥然后溶解于乙醚/ 水两相体系，搅拌后取水相， 将水旋转蒸发后真空干燥即得到所要的 钱类离子液体[4 3 1阴离子如C 1 0 4 - 1 B F 6 , P F 6 是电 化学稳定的，以 这些阴离子和按阳离子组成的离子 液体可以 被用做电 化学体系的支持电 解质 不对称胺阴离子 [[ C F 3 S 0 2 - N - C O C F 3 ] -则具 有优良的降低室温离子液体熔点和粘度的能力[44 1T S A C - K盐与等摩尔的氯化四烷基钱盐在水溶液中混合， 不溶解于水的T S A C为1绪论阴离子的按盐离子液体很快从水溶液中分相 得到的该离子液体粗产品用水洗涤并用二 氯甲 烷萃取，然后在 1 0 0 度真空干燥2 4小时即可得到该类离子液体1 . 2 . 1 . 2麟类离子液体的 合成[[ 4 5 1碱金属盐1V 1 A - 与A的卤 盐[ P R I R 2 R 3 R 4 ] [ X ] 在有机溶剂或者有机溶剂、 水的混合体系中进行离子交换反应，碱金属的卤盐 M' X 一 被析出或者萃取到水相， 而生成的麟类离 子液体[[ P R I R 2 R 3 R 4 ] [ A ] 则留 在有机 相中。
大多数情况下， [ P R I R 2 R 3 R 4 ] [ X ] 先溶解于氯仿，然后加到要交换阴离子盐的水溶液中R 1R 2—P—R 4内J lR为防止要交换的阴离子的盐不 溶解， 例如[ N a ] 2 [ d t m n ] ， 离子交换反应可以 在纯乙醇中进行生成的固体副产品氯化钠析出，乙醇蒸发后产品继续溶解于氯仿，水洗多次， 直到用硝酸银检测不到氯离子为止 将氯仿旋转蒸发除去， 置于真空烘箱中真空加热9 0 - 1 2 0 ℃除 去水分和溶剂， 即得到〔 P R I R 2 R 3 R 4 ] z [ d t m n ] o2 . 1 . 3 手性离 子液体的合成1 9 9 7 年， H o w a rt h 等人14 6 ] 首次 合成了 手性离子液体 并对其在D i e l s - A l d e : 反应‘ 护 作为L e w i s酸的作用进行了评价I Me 3( S ) - 1 - b rom o - 2 - m e t h y l b u t anet o l u e n e , 3 8 3 . 1 5 K21 %丫\ N\ + IN }!白B a 等人[[4 7 1 则利 用手 性胺或者手性的天然氨基酸合成了一系 列手 性离子液体。
产率为 3 0 - 3 3 %由 手性 胺合成的 离子液体熔点比 较高，由手性 氨基酸合成的 离子液体则熔点比较适中，适合做手性反应的溶剂和介质氨基酚 离子液体体系的热力学性质研究厅下 分NaBF,伪CH,娜TT__11衬 wI -一 l 1 T S / } l } 7 T l 、一七 曰 飞 七 七 1 11 } . . . 3 } v a i n .- } ,r 兰补百 一 /、 、H C H O夕 \ 、_ _ E t B rN H 2/、 C H 3B F ,C H ,COOH 淤 RNH3 + OHC-CHO} N7 ) E t OH. HCI NHCHO. Na OHL 认1 H 4 /\ R COONa.卜二 R 入厅之 + 1C H 3 C C 1 3 “ N ' 不而广曹B r - C H ZO H 户 C H 20 H1 . 2 . 1 . 4 高分子离子液体离子液体具有优良 的性能， 但是在使用中也存在容易流动的缺点 高分 子材料则具有容易成型，机械性能好等优点 将离子液体与高分子聚合技术结合， 就产生了高分子离子液体母TFSI“}p x'J } ' N \},f N }!尹 丫 。
令 含 导T F S r、 ，/丙烯酸单体基团修饰的聚离子液体1绪 论护 户 } S O ,“S O , Hi}p o ,H ,111子JSIH洲、引C、{ 导 一 产: HN} No r由不饱和酸与乙基取代的咪哇形成的离子液体聚合单体目 前报道的 合成方法有四种: 将单体 放入离子液体引发聚合[[4 8 1 ; 将单体结构接入离 子液体， 加入引 发剂使之聚合「4 9 - 5 3 ] ; 用 聚合物 膜吸收离子 液体 [ 5 4 - 5 5 1 . 离子液体聚合单 体 聚 合 为 聚 离 子 液 体 【56 ]离 子 液 体 单 体 的 聚 合 在乙 醇 中 进行 ， 由A IB N ( 1 % m o l) 引发，6 0 0C 氮气气氛保护溶剂真空除去后，用无水乙醇洗涤两次，再在真空条件 6 0℃ 干燥即 得到所要的 聚离子液体1 . 2 . 1 . 5 锉离子液体[[ 5 7 1U B H 4 + 2 C H s ( OC H 2 C H 2 ) n 0HT H F 了SCC H 3 (O C H 2 C H # } U `H _ B- - H{ C H 3 ( Q C H 2 C H 2 ) } O2 R 心日T H F~一一- 一 ~ 卜 - 7 8 ` 亡C H s ( OC H . CH z ) r OR,O- - BC H 3( O CH 2 C H 2 ) n oU' 一 O R i, C F aR f - - C H o r一:次 白` CF 3，n二3 . 4 . 7.2氨基酸/ 离子液体体系的热力学性质研究1 . 2 . 1 . 6环肌类离子液体[ 5 8 1n - B u mNn- Bu- /、、 . 土 22Nn 一 B u \ \ 义 N --IPOC13 n-B.N\ N义 N U— —\ 一了、 古 、N / II PF6- N N \ 一 了该类离子液体用于苯甲 醇类化合物选 择性 氧化 ( 次氯酸钠为氧化剂) 为 醛酮反应时，既是反应介质，又是相转移催化剂。
1 . 2 . 1 . 7 毗咯琳类离子液体[5 9 1户 · 二公\R 坟-N(so2CF3)2L i N ( S qC F 3 ) 28 [ R m i m ] [ I n C 1 4 ] 和[ b m i m ] [ F e C ] 4 ] 离子液体C I - 。