济南大学毕业论文
洁技术与可持续发展要求,已经越来越被人们广泛认可和接受。离子液体已经在诸如聚合反应、胺化反应、酰基化反应、酯化反应、化学键的重排、室温和常压下催化加氢反应、烯烃的环氧化反应、电化学合成、支链脂肪酸制备等方面得到应用[12],并显示出反应速率快、转化率高、反应的选择性高、催化体系可循环重复使用等一系列优点。此外,离子液体在溶剂萃取、物质的分离和纯化、废旧高分子化合物的回收与利用、燃料电池和太阳能电池、工业废气中二氧化碳的提取、地质样品的溶解等方面也显示出潜在的应用前景。离子液体可能有1万亿种,化学家和科研机构生产企业可以从中选择适合自己需要的离子液体[13]。目前,对离子液体的合成与应用的研究主要集中在如何提高离子液体的稳定性,降低离子液体的生产成本,解决离子液体中高沸点有机物的分离以及开发既能用作催化反应溶剂,又能用作催化剂的离子液体新体系等领域。离子液体是由正负离子组成的、室温下为液体的盐,由于阴阳离子数目相等, 因而溶液整体上显电中性。根据阳离子的不同可以将离子液体分为季铵盐类、季磷盐类、咪唑类、吡啶类、噻唑类、吡咯啉类等。根据阴离子的组成可将离子液体分为两大类:
[14]一类是组成可调的氯铝酸类离子液体;一类是组成固定对水和空气稳定的其他阴离
子型离子液体。由离子液体在水中的溶解性不同还可将其分为亲水性离子液体和憎水性离子液体。根据离子液体的酸碱性可把离子液体分为Lewis酸性[15]、 Lewis碱性、Br?nsted酸性、Br?nsted碱性和中性离子液体等
1.4 常用的金属有机配位聚合物的配体
在有机化学中,常用配体来保护其他的官能团(例如配体BH3 可保护 PH3)或是稳定一些容易反应的化合物(如四氢呋喃作为 BH3 的配体)。中心原子和配基组合而成的化合物称为配合物。
一般配体可依其带电、大小、可提供电子数及其原子特性加以分
常见配体列表 配体名称
化学式(粗体为键结的原子) I Br
带电
分类
注解
碘离子 溴离子
-1 -1
单齿配体
单齿配体
单齿配体 (M=
硫离子 S -2 S) 或双齿配体 (M-S-M')
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硫氰酸根 S-CN -1 单齿配体
也可作为桥接配体
氯离子
Cl -1 单齿配体
硝酸根离子 叠氮根离子 氟离子
O-NO2 N-N2 F
-1 -1 -1
单齿配体
单齿配体
单齿配体
也可作为桥接配体
氢氧根离子 O-H -1 单齿配体
草酸根离子
[O-C(=O)-C(=O)-O]
-2 双齿配体
水
H-O-H 电中性 单齿配体
异硫氰酸根离子 乙腈吡啶氨
N=C=S
-1
单齿配体
CH3CN C5H5N NH3
电中性 电中性 电中性 电中性 电中性
单齿配体
单齿配体
单齿配体
双齿配体
双齿配体
乙二胺en bipy
2,2'-联吡啶 1,10-邻二氮杂菲 亚硝酸根 三苯基膦
phen 电中性 双齿配体
O-N-O PPh3
-1 电中性
单齿配体
单齿配体
可作为桥接配体,由碳原子连接二个金属原
氰离子 CN -1 单齿配体 子,或由碳原子、氮原子各连接一个金属原子
可作为桥接配
一氧化碳
CO 电中性 单齿配体
体,由碳原子连接二个金属原
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子
2 实验部分
2.1主要药品与仪器
2.1.1药品
药品信息
药品名称
4’-methylacetephone p-Tolualdehyde 无水乙醇 KOH NH3水
Co(NO3)2·6H2O Cu(NO3)2·6H2O Ni(NO3)2·3H2O 吡啶 甲醇
浓度 96% 98% 99.7%
产品信息 Alfa Aesar Alfa Aesar
天津市富宇精细化工有限公司 天津市化学试剂三厂 莱阳市康德化工有限公司 天津市大茂化学试剂
天津市广成化学试剂有限公司 天津市广成化学试剂有限公司 天津市广成化学试剂有限公司 天津市登科化学试剂有限公司
25-28%
99.5% 99.5%
2.1.2仪器
仪器信息 用途 加热 抽滤 加热
仪器 系列温度测控仪 循环水多用真空泵 电热恒温鼓风干燥箱
产品信息
余姚市工业仪表二厂
菏泽市鑫源仪器仪表有限公司 上海市精宏实验设备有限公司
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其他仪器
烧瓶,烧杯,铁架台,量筒、漏斗等
用NMR, IR技术进行检测,所得产物为2,4,6-吡啶基三苯甲基. 2.2. 实验过程 2.2.1 加热回流 配体1的制备 反应机理
① 将对甲基苯甲醛(20mmol 2.430g V=2.36ml)与4’-甲基苯乙酮(40mmol
5.37g、V=5.11ml)与100ml无水乙醇混合,冰水浴下搅拌1h左右。
②逐滴滴加KOH(2.8g 50mmol 85%) 将混合液搅拌2h后,得乳白色稠液体③然后加入65ml 的氨水(25~28%)在冰水浴下搅拌1h后,取出,使其升至室温。 ④将混合物在95℃下硅油浴,用系列温度测控仪加热,冷凝回流14h。取出。自然冷却到室温后,在0℃以下的冰水浴中冷却,以析出晶体。
⑤将析出晶体的混合物抽滤,如有块状沉淀,则用乙醇重结晶,取所得产物,是暗白色。此即所要制备的配体1。干燥后称量后为2.56g.理论产量7.18g.则产率为35.65%。 2.2.高压反应
2.2.1.用配体1制备配体2
反应机理
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H3CNCH3HOOCN浓硝酸1.5ml180℃/24hCOOHCH3COOH
理论计算2mmol前驱体为1.041g。分别称取前驱体1.0878g/1.0465g加入1.5ml浓硝酸和7.5ml水,置于高压反应釜中,180℃,加热24h。 2.2.2.2金属配位聚合物的制备
反应机理与金属离子的聚合,形成三维骨架
将制得的配体抽滤,干燥。计算所需药品2,4,6-三苯甲酸吡啶以0.2mmol的量反应,则需要2,4,6-三苯甲酸吡啶0.0718g.
① 称取Co(NO3)2·6H2O(0.0873g 0.3mmol)与0.2mmol 2,4,6-三苯甲酸吡啶混合。加
入10ml水,加入1.2mmol吡啶,V=0.1mmol。搅拌40min后,在160℃条件下反应72h后,自然冷却,去结晶分析。本实验未得到结晶。
② 称取Cu(NO3)2·3H2O(0.0873g 0.3mmol)与0.2mmol 2,4,6-三苯甲酸吡啶混合。
加入10ml水,加入1.2mmol吡啶,V=0.1mmol。搅拌40min后,在160℃条件下反应72h后,自然冷却,去结晶分析。本实验未得到结晶。
③ 称取Ni(NO3)2·6H2O(0.08964g 0.3mmol)与0.2mmol 2,4,6-三苯甲酸吡啶混合。
加入10ml水,加入1.2mmol吡啶,V=0.1mmol。搅拌40min后,在160℃条件下反应27h后,自然冷却,去结晶分析。本实验未得到结晶。
2.2.3产物的检测
①所得配体1的IR图及分析
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