核磁共振技術(shù)研究咪唑類離子液體與分子溶劑的相互作用.pdf

1、室溫離子液體作為一種新型的環(huán)境友好型介質(zhì)，已成為近年來的研究熱點(diǎn)之一。綠色化學(xué)的興起更為離子液體的迅速發(fā)展帶來了歷史性機(jī)遇，特別是目前纖維素在工業(yè)上的廣泛應(yīng)用使得離子液體在纖維素溶解方面的研究備受關(guān)注。人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)多種離子液體以及某些離子液體與有機(jī)溶劑的混合體系都對纖維素有很好的溶解作用。但是，關(guān)于離子液體的結(jié)構(gòu)及其與質(zhì)子性溶劑和非質(zhì)子性溶劑之間的相互作用還缺乏系統(tǒng)的研究，使得離子液體在纖維素溶解及纖維素再生等方面的進(jìn)一步開發(fā)和應(yīng)用受到

2、限制。本文采用核磁共振技術(shù)系統(tǒng)地研究了咪唑類離子液體與質(zhì)子性和非質(zhì)子性溶劑之間的相互作用，提出了純離子液體可能存在的空間構(gòu)型，分析了離子液體與不同溶劑分子之間的相互作用差異以及烷烴鏈長度對離子液體與DMSO相互作用的影響。研究結(jié)果為探討離子液體在纖維素溶解及再生中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。
　　作為國家自然科學(xué)基金(No.21003039)的一部分，主要研究內(nèi)容如下：
　　(1)咪唑類離子液體的制備和純化。根據(jù)文獻(xiàn)所報(bào)道的合成方法

3、，合成出了[Cnmim][CH3COO](n=4，6，8)、[C4mim]Cl、[Amim]Cl(A=-CH2CH=CH2)咪唑類離子液體，并進(jìn)行了純化和檢測。
　　(2)利用Bruker AV-400M超導(dǎo)核磁共振儀在298.15K測定了咪唑類離子液體[C4mim][CH3COO]、[Amim]Cl和在333.15K測定了[C4mim]Cl的1H NMR譜、13C NMR譜、自旋-晶格弛豫時(shí)間T1和1H-1H NOESY譜。綜合

4、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析了在純離子液體中，咪唑環(huán)與咪唑環(huán)之間、咪唑陽離子與陰離子之間的相互作用位點(diǎn)，提出了這些純離子液體可能存在的空間構(gòu)型。探討了離子液體的結(jié)構(gòu)及其相互作用的類型對溶解纖維素的影響。
　　(3)利用 Bruker AV-400M超導(dǎo)核磁共振儀在298.15K測定了[C4mim][CH3COO]/DMSO、[C4mim][CH3COO]/DMF、[C4mim][CH3COO]/DMAc和[C4mim][CH3COO]/H2O、[

5、C4mim][CH3COO]/MeOH體系的1H NMR譜、13C NMR譜、自旋-晶格弛豫時(shí)間T1和1H-1H NOESY譜，分析了[C4mim][CH3COO]與質(zhì)子性溶劑和非質(zhì)子性溶劑之間相互作用的不同。根據(jù)[C4mim][CH3COO]與質(zhì)子性溶劑之間的相互作用解釋了纖維素的再生原理，根據(jù)[C4mim][CH3COO]與非質(zhì)子性溶劑之間的相互作用解釋了該混合體系能夠在室溫溶解纖維素的原因，比較了三種體系溶解纖維素能力的差異，為實(shí)