低粘度離子液體體系的設(shè)計(jì)及其溶解生物質(zhì)高分子的研究.pdf

1、近年來(lái)，離子液體在纖維素和木質(zhì)素溶解的應(yīng)用研究方面取得了很大的進(jìn)展。但是，人們對(duì)離子液體的陽(yáng)離子結(jié)構(gòu)骨架，陰陽(yáng)離子烷基鏈的長(zhǎng)度，陰陽(yáng)離子官能團(tuán)的種類對(duì)纖維素和木質(zhì)素的溶解規(guī)律缺乏深刻的認(rèn)識(shí)，而且，現(xiàn)有的離子液體存在粘度大，溶解溫度高或低溫下纖維素溶解度低等缺陷。為了解決這些問(wèn)題，作為國(guó)家自然科學(xué)基金(NO,21373078)的一部分，本文設(shè)計(jì)合成了一系列陰陽(yáng)離子功能化的離子液體和陰離子功能化的膽堿羧酸鹽離子液體，為降低溶劑的粘度，又設(shè)計(jì)

2、了一系列離子液體基的溶劑體系，主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　1、設(shè)計(jì)合成了23種離子液體。包括1,3-二烯丙基咪唑乙酸鹽([A2im][CH3COO])、丙酸鹽([A2im][CH3CH2COO])、丁酸鹽([A2im][CH3CH2CH2COO])、甲氧基乙酸鹽([A2im][CH3OCH2COO])、乙氧基乙酸鹽([A2im][CH3CH2OCH2COO])、丙烯酸鹽([A2im][CH2=CHCOO])、乙醇酸鹽([A2im][H

3、OCH2COO])、煙酸鹽([A2im][(C5H4N)COO])、丙酮酸鹽([A2im][CH3C=OCOO])和乙酰丙酸鹽([A2im][CH3C=OCH2CH2COO])；烯丙基型咪唑甲氧基乙酸基離子液體，1-甲基-3-烯丙基咪唑甲氧基乙酸鹽([C1Aim][CH3OCH2COO]）、1-乙基-3-烯丙基咪唑甲氧基乙酸鹽([C2Aim][CH3OCH2COO])、1-丁基-3-烯丙基咪唑甲氧基乙酸鹽([C4Aim][CH3OCH2

4、COO])、1-羥乙基-3-烯丙基咪唑甲氧基乙酸鹽([HOCH2CH2Aim][CH3OCH2COO])、1-乙醚基-3-烯丙基咪唑甲氧基乙酸鹽([CH3CH2OCH2CH2Aim][CH3OCH2COO])、1,2-二甲基-3-烯丙基咪唑甲氧基乙酸鹽([(CH3)2Aim][CH3OCH2COO])、1,2,4,5-四甲基-3-烯丙基咪唑甲氧基乙酸鹽([(CH3)4Aim][CH3OCH2COO])；還有 N-丁基-N-甲基吡咯烷甲氧

5、基乙酸鹽(N(C4C1)Py][CH3OCH2COO])、 N-丁基-N-甲基哌啶甲氧基乙酸鹽([N(C4C1)Pp][CH3OCH2COO])、 N-丁基吡啶甲氧基乙酸鹽([N(C4)Pyr][CH3OCH2COO])、4-甲基-N-丁基吡啶甲氧基乙酸鹽([C1N(C4)Pyr][CH3OCH2COO])、1-羧丙基-3-烯丙基咪唑氯鹽([HOOCCH2CH2Aim][Cl])及1-丙基-3-烯丙基咪唑氯鹽([CH3CH2CH2Aim

6、][Cl])，并1H NMR核磁技術(shù)對(duì)這些離子液體進(jìn)行了表征。
　　2、測(cè)定了纖維素在這些離子液體中不同溫度下的溶解度，系統(tǒng)地研究了離子液體的陽(yáng)離子結(jié)構(gòu)骨架、陰陽(yáng)離子烷基鏈的長(zhǎng)度、陰陽(yáng)離子上取代基的種類對(duì)纖維素溶解度的影響，研究了纖維素在離子液體中可能的溶解機(jī)理，考察了溶解溫度和溶解時(shí)間對(duì)再生纖維素的熱性質(zhì)以及分子結(jié)構(gòu)的影響。
　　3、研究了極性非質(zhì)子溶劑 N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)、二

7、甲基亞砜(DMSO)和 N-甲基咪唑(MIM)加入[A2im][CH3OCH2COO]，對(duì)纖維素溶解度的影響，研究了纖維素在[A2im][CH3OCH2COO]/極性非質(zhì)子溶劑中可能的溶解機(jī)理，考察了溶解溫度和溶解時(shí)間對(duì)再生纖維素的熱性質(zhì)以及分子結(jié)構(gòu)的影響。
　　4、設(shè)計(jì)合成了13種膽堿羧酸鹽離子液體，包括膽堿乙酸鹽([Ch][CH3COO])、膽堿丙酸鹽([Ch][CH3CH2COO])、膽堿丁酸鹽([Ch][CH3(CH2)2

8、COO])、膽堿己酸鹽([Ch][CH3(CH2)4COO])、膽堿月桂酸鹽([Ch][CH3(CH2)10COO])、膽堿丙烯酸鹽([Ch][CH2=CHCOO])、膽堿乳酸鹽([Ch][CH3HOCH2COO])、膽堿羥基乙酸鹽([Ch][HOCH2COO])、膽堿甘氨酸鹽([Ch][H2NCH2COO])、膽堿葡萄糖酸鹽([Ch][HOCH2(CHOH)4COO])、膽堿丁二酸鹽([Ch]2[OOC(CH2)2COO])、膽堿酒石

9、酸鹽([Ch]2[COO(HCOH)2COO])和膽堿檸檬酸鹽([Ch]3[OOCCH2(HO)C(COO)CH2COO])。并1H NMR核磁技術(shù)對(duì)這些離子液體進(jìn)行了表征，測(cè)定了這些離子液體的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度或熔點(diǎn)，熱分解溫度。
　　5、設(shè)計(jì)了膽堿羧酸鹽離子液體/水溶劑體系，研究了水的加入及陰離子結(jié)構(gòu)對(duì)木質(zhì)素溶解度的影響。并通過(guò)15NNMR,13C NMR和UV/Vis技術(shù)，研究了木質(zhì)素在膽堿羧酸鹽離子液體/水溶劑體系中可能的溶解