绿色低共熔物中的快速一氯代反应研究(2)
1.1.1.1 低共熔物离子液体的物理性质
典型离子液体的大多数特点低共熔混合物也同样具备，不仅有蒸汽压低，化学性质稳定，室温高导电率外，还有导电性高，室温呈液态，零饱和蒸气压等绝大多数特点。此外,低共熔溶剂原料成本较低，制备的过程当中不会产生废物，相比离子液体而言环境相容性较优；共晶溶剂不易挥发，与类似于离子液体。
熔点:
2种或2种以上（其中至少有一个是盐，另一个是有机分子）的固体物质按照一定的比例混合，可以得到的熔点比任何单一的组件都较低的物质。通过盐和有机分子适当的比例，可以得到的离子液体熔点最低，共晶点通常是在或接近室温的温度，这样的原因是由于成盐和氢体之间的氢键键合，造成减少的阳离子和阴离子之间的静电引力，阴，阳离子量差增加，从而在室温下, 离子可以自由移动，离子可以自由移动。
密度:
密度大于１ｇ／ｃｍ３的是典型低共熔离子液体。有机分子和无机盐之间的密度是无机晶离子液体。密度稍高于２种原料的密度的是有机低共熔离子液体。
黏度:
低共熔离子液体的黏度通常为０．０１～５Ｐａ•ｓ，在常温下是水的几十到几百倍，而且随着温度的升高而急剧降低。
导电性和电化学窗口:
低共熔离子液体的电导率通常为０.１～１０ｍＳ／ｃｍ，其中ＥｍＩｍＣｌ／尿素具有目前报道的最高的导电性。低共熔离子液体的电导率受温度影响较大，随着温度的升高会急剧增大。一般2 ~ 4V的是电化学窗口共晶离子液体，比典型的4 ~ 6V的离子液体略低，比水的电化学窗口应该高。
1.1.1.3 低共熔离子液体化学性质
在有机合成中可以进行如下若干种反应。1）二氧化碳参与的成环反应，２００７年，ＺＨＵ等将尿素与胆碱盐酸盐以物质的量比为2∶1混合构成的离子液体负载到分子筛上，并且考察了其催化二氧化碳与环氧化合物制备环碳酸酯的反应。2)Diels-Alder反应。2005年，德国学者报道了糖（糖醇）／尿素／盐三元低共熔离子液体中的Diels_Alder反应,与传统的分子溶剂相比，该反应不仅反应速度更快，而且产物具有良好的立体选择性。 [2]
1.1.2 离子液体的用途
1.1.2.1 离子液体作为摩擦润滑的应用
润滑剂有蒸汽压力，低温流动性，润滑性能好等的良好性能。Abbott 等分别在钢的抛光摩擦副表面、精磨摩擦副表面和喷丸摩擦副表面上进行低速高载荷和高速低载荷的往复摩擦磨损试验并且合成利用了尿素/氯化胆碱乙二醇 /氯化胆碱作为润滑剂，发现氯化胆碱 /尿素(1 ∶ 2) 在0. 005 m•s－ 1/30 N 和 0. 05 m•s－ 1/5 N 条件下滑动5m 还未失去，表现出较好的润滑性能。但其黏度高、使用温度低(第Ⅲ类低共熔溶剂的使用温度上限为 150—200℃ ) [3]，说明热稳定性不明确，且氯化胆碱 /乙二醇能溶解不锈钢中的铁、铬等组分。低粘度，高的分解温度，润滑性能更为优异。
1.1.2.2 低共熔离子液体作为功能材料制备的应用
胆碱共晶溶剂可作为结构导向和结构导向的各种功能材料制备离子热参与合成，目前关于低共熔溶剂制备金属有机骨架(MOF) 材料、无机材料[4]、功能碳材料、多孔金属复合材料[5]等的综述已有很多，在此不做详细叙述，所以本节简要介绍胆碱类低共熔溶剂制备各种功能材料。Morris 课题组[7]采用低共熔溶剂制备出一系列铝磷酸盐无机材料。他们利用尿素 /氯化胆碱( 2∶1) 制备出微孔结晶沸石类似物 Al2(PO4)3•3NH4( SIZ-2) [8]，采用氯化胆碱 /羧酸(琥珀酸、戊二酸、柠檬酸)制备出紧密的 CoAlPO 结构材料［Al3CoClP4O16］［C5H13NOH］2(SIZ-13) [9]。2005 年，廖儒修等采用氯化胆碱 /尿素 (1∶ 2) 合成 Zn(O3PCH2CO2)•NH4并实现其结晶化，分解产物还可作为材料合成的模板剂。刘雷等采用氯化胆碱 /咪唑酮 (1∶ 2) 作为反应介质在 150—200℃合成了［N2C6H12］2［Zn7H3( HPO4 － x)5( PO4)3］•H2O。张佩琪等采用氯化胆碱 /草酸二水合物(1∶ 1) 制 备 出 含 ［Ga2-( HPO3)2( C2O4) ( OH )(H2O)］－的集成纳米管黄绿色荧光粉材料 NTHU-7[10]和含［Zn3Cl(H2O) (PO4)2］－的层状锌磷酸盐发光材料 NTHU-9。林卓佳等采用氯化胆碱 /1，3-二甲基脲(1∶ 2)制备出非中心对称的金属磷酸盐-硼酸盐材料(CH3NH3)［N(CH3)4］(CoPO4)4［B5O6(OH)4］。许琪扬等首次采用氯化胆碱 /丙二酸(1∶ 1)进行离子热合成制备出有机-无机杂化化合Cs2Fe( C2O4)0.5( HPO4)2、CsFe( C2O4)0. 5( H2PO4) (HPO4)，并在氯化胆碱 /草酸[11]中制备出(C7H20N2)0. 5［Ga3(C2O4)0. 5(PO4)3］。王恩波等[12]采用氯化胆碱 /尿素作为反应溶剂，制备出两种新型多酸化合 物 ［( CH3)3N ( CH2)2OH］4［β-Mo8O26］ 和{(N2H5CO) ［( CH3)3N ( CH2)2OH］2} ［CrMo6O24H6］•4H2O。Parnham 等采用氯化胆碱 /1，3-二甲基脲 (1∶ 2)和氯化胆碱 /2-咪唑酮(1∶ 2)等制备出铝磷酸盐材料，采用氯化胆碱 /琥珀酸 (1∶ 1) 制备出钴的有机磷酸盐材料。张健运用尿素热合成方法把氯化胆碱和尿素和尿素衍生物形成的共溶剂，制备了一系列新的类型的MOF材料。Kim等在氯化胆碱 /二甲脲(1∶ 2)中制备出与传统水热法相当的 CO2吸收能力、尺寸为 3—5 μm 的 Cu3(BTC)2。Shi 等在氯化胆碱 /丙二酸(1∶ 1) 中合成了具有三节点拓扑结构的 Ln 系 MOF 材料［Ln( Hpmd) ( H2O)］ ( Ln3 += Ce3 +、Pr3 +)。廖宏刚等采用氯化胆碱 /尿素制备出单分散星状纳米颗粒 ( ～ 90 nm)，加入水后可形成雪花状纳米金颗粒 ( ～ 300nm)。采用氯化胆碱 /对甲苯磺酸(1∶ 1)制备出分层多孔多壁碳纳米管。胆碱共晶溶剂挥发少的特点，水热合成法相比，降低反应压力和功能材料，塌孔的强度，在功能材料制备领域显示出良好的性能，有望用于功能材料的制备和生产中。[13]