1-丁基-3-甲基咪唑离子液体分子内氢键强度的研究.docVIP

 1–丁基–3–甲基咪唑离子液体分子内氢 键强度的研究# 乔云香1，侯震山1，邓天松2，华丽1，Nils Theyssen2** 5 10 15 20 25 30 35 40 （1. 华东理工大学工业催化研究所，结构可控先进功能材料及其制备教育部重点实验室， 上海 200237； 2. Max-Planck-Institute of Coal research, Muelheim an der Ruhr, Germany 45470） 摘要：认识室温离子液体的性质对其实际应用非常重要，本文着重考查了不同的阴离子对于 1–丁基–3–甲基咪唑类离子液体分子内氢键的影响。本工作主要通过核磁共振技术（NMR） 考察了一系列咪唑离子液体中 H 质子化学位移的区别，以及在不同的氘代溶剂中，咪唑环上 H–D 交换的难易程度；同时通过红外光谱（FT–IR）研究了离子液体咪唑环上 C–H 振动峰 的相对位移,最后又利用离子液体与染料作用力的不同，以紫外光谱（UV–vis）最大吸收波 长的相对位移探测离子液体内阴阳离子间的氢键,以期理解离子液体分子内氢键的形成规律 和作用强度。 关键词：离子液体；1-丁基-3-甲基咪唑盐；核磁；红外；紫外 Hydrogen–bonding interaction in 1–butyl–3–methylimidazolium Ionic Liquids QIAO Yunxiang1, HOU Zhenshan1, DENG Tiansong2, HUA Li1, THEYSSEN Nils2 (1. Key Laboratory for Advanced Materials, Research Institute of Industrial Catalysis, East China University of Science and Technology, ShangHai 200237; 2. Max-Planck-Institut für Kohlenforschung, Mülheim an der Ruhr, Germany 45470) Abstract: In order to know more about the properties of room temperature ionic liquids, the hydrogen–bonding interaction in a series of 1–butyl–3–methylimidazolium cations with different anions has been investigated. In this work, NMR was used to investigate the changes in H2 chemical shifts and H–D exchange rates of imidazolium cations in different deuterated solvents; FT–IR was used to realize the changes of C–H vibration bands due to different interaction between cations and anions in ionic liquids; UV–vis was also used to determine the strength of hydrogen–bonding interaction in ionic liquids. Keywords: ionic liquid; 1–butyl–3–methylimidazolium salt; NMR; IR; UV–vis 0 引言 自 20 世纪 90 年代，对空气和水稳定的室温离子液体被报道以来，离子液体被广泛应用 到各个领域中[1,2]。其中, 1,3–二烷基咪唑是研究最为广泛的一类。大多数的 1,3–二烷基咪唑 类离子液体在通常情况下是非常稳定的，但是在某些情况下，阴阳离子都可能发生不可预料 的变化[3]。如 AlCl4-和 PF6-阴离子可能发生水解，阳离子遇到带高度负电荷的离子时易发生 置换反应。而且，室温离子液体与溶质的相互作用及其对催化的影响等基本都由阴离子而不 是由阳离子决定[2,4]。因此，了解阴离子对于离子液体性质的影响对于选择合适的离子液体 是非常重要的[5]。 咪唑阳离子的化学活性主要来源于咪唑环上 2 号位质子(H2 质子)的酸性(pKa= 21– 23) , 其酸性介于丙酮(pKa=19.3)和乙酸乙酯(pKa=25.6)中间[3]。咪唑环上 H2 质子的离去程度很大 基金项目：高等学校博士学科点专项科研基金（201