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珠海先进院在噻唑离子液体的合成与物理化学性质研究取得新进展

来源:
珠海先进院
2021/09/28 11:51

 

近日,珠海中科先进技术研究院生物材料中心费玉清博士在国际学术期刊Journal of Molecular Liquids上发表题为Thiazolium-based ionic liquids: Synthesis, characterization and physicochemical properties(噻唑离子液体的合成与物理化学性质研究)的文章。文章第一作者为费玉清博士,所属单位为珠海中科先进技术研究院,生物材料中心主任张嘉恒、副主任陈正件为通讯作者。本研究通过对噻唑类离子液体的合成与物理化学性质的分析研究,对噻唑类离子液体的设计与合成、新型离子液体的开发具有重要指导意义。

 

 

离子液体是指全部由离子组成的,在室温或近室温条件下(100 oC)为液体的熔融盐,兼备离子化合物的离子性和分子溶剂的液体性,具有液程宽,电导率高,挥发性和燃烧性极低,热稳定性、电化学稳定性好等特性,作为溶剂、催化剂、电解质、模板剂等广泛应用于材料、能源、分析分离、精细化工和生物医药等领域。得益于离子液体的结构多样性和阴阳离子的可设计性,以及离子和官能团近乎无限的组合方式,离子液体在各个领域也在不断取得新进展。

 

离子液体按照阳离子类型可以分为咪唑型、吡咯烷型、季铵类、季鏻类、吡啶类、噻唑类等,其中咪唑类离子液体因其优异的性能而受到广泛的研究。基于研究的需要、技术的进步和需求的提升,业界对新型离子液体,尤其是有特殊性质的离子液体的开发从未停歇。

 

噻唑环与咪唑环相似,可以看做硫原子取代了咪唑结构中的一个氮原子。因此,噻唑类离子液体有可能成为与咪唑类相媲美的一类离子液体。然而,关于噻唑离子液体的报道比较少见。噻唑类离子液体也常被作为溶剂用于萃取、气体分离、润滑等领域。另外,由于噻唑鎓盐易于形成N-杂环卡宾,长期以来噻唑鎓盐主要用作各种碳-碳和碳-杂原子偶联反应的催化剂,如安息香缩合反应、Stetter反应等。

噻唑离子液体的合成示意图

 

基于此,珠海先进院生物材料中心科研团队设计并合成了七种噻唑类离子液体,详细研究了热性质(熔点、玻璃态转变、热分解温度等),密度,折射率,表面张力,粘度,电导率和电化学稳定性等物理化学性质(下表)。

 

 

该工作对于系统认识噻唑类离子液体,设计与开发新型离子液体及其应用具有重要意义。相关成果发表在Journal of molecular liquids (Doi:10.1016/j.molliq.2021.117553),科研工作得到了国家自然科学基金、珠海市基础科研基金项目和珠海中科先进技术研究院-担杆镇政府联合实验室的支持。

 

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