Ионные жидкости Вязкие жидкости

Ионные жидкости

Вязкие жидкости, содержащие только ионы.
В широком смысле -

История

Первые исследования в 1914 г. (получение нитрат этиламина, Тпл.=13-14 °С)
Реакция концентрированной

История

Следующее упоминание термина “ионная жидкость” - 1934 г.
Грэнахер получил патент

История

1960-е гг. (Wilkes&Hussey, US Air Force Academy): систематический поиск низкоплавких хлоралюминатов

Google (октябрь 2015 г.) – более 1,0 млн. ссылок

Где «искать» ионные жидкости?

Теории, позволяющей предсказывать т.пл., не существует.
Термин "ионные жидкости"

Хлорид натрия
(температура плавления 806 °С)

Расплавленные соли и ионные жидкости

1-бутил-3-метилимидазолий гексафторфосфат

NaCl и ионная жидкость при 27°С

Где «искать» ионные жидкости?

Желательны:
Однозарядные ионы
Крупные
Несимметричные
С «размазанным» зарядом

Классификация

Состоящие из органического катиона и неорганического аниона
Состоящие из неорганического

Катионы

Три основных вида органических ИЖ:
Имидазолиевые (1,3-алкилимидазолий)
Пиридиниевые
Фосфониевые
Углеводородные заместители
(метильная и н-бутильная группы) катиона
используются

Анионы

ALCl4-
BF4-
PF6-
бис(трифлил)имид

Получение

Синтез ИЖ может быть сведен к двум стадиям:
формирование катиона,
обмен

1-метилимидазол

Доступность и относительно низкая стоимость
Основа получения большого числа катионов
Относительная простота синтеза

Реакции обмена анионами

Реакция N-алкил галоида с галогенидами металлов
Доминирующий способ Хлорид этилметилимидазолия

Получение в промышленности

Легкость получения ионных жидкостей в лабораторных условиях -

Свойства

Бесцветны, либо с желтоватым оттенком, который обусловлен небольшим количеством примесей
Высокая вязкость
Низкая

Температура плавления

Вязкость

Кислотно-основные свойства

Возможности использования ИЖ

Широкий выбор – катионов, анионов, их соотношения, заместителей, длины

Применение ИЖ

Термометры

Преимущества
Быстрее реагируют на изменение температуры, чем ртуть.
Способны работать в

Применение ИЖ

Синтез нанокомпозитов

Синтез антимикробных нанокомпозитных порошков Ag/TiO2, содержащих нанокластеры серебра. Управляя

Композиционные материалы на основе ионных жидкостей и углеродных нанотрубок

2003 г. -

Применение ИЖ

Жидкое зеркало

Первый отражательный телескоп с параболическим зеркалом разработан И.Ньютоном в

Применение ИЖ

5-гидроксиметилфурфураль (HMF)

Получение промышленного сырья из сахаров вместо нефти
HMF -

Применение ИЖ

Аккумуляторы нового типа

Новые батареи:
в качестве анода металл (цинк), электролит

Применение ИЖ

Буферная система для контроля рН в химических реакциях

При изучении

Экстракция

На что похожи ионные жидкости?
«на октанол»

Каталитические реакции

Стратегии:
Катализатор, растворимый в ИЖ
Специфическая ИЖ для данной реакции

Каталитическая активность

Реакции электрофильного замещения (алкилирование и ацилирование по Фриделю-Крафтсу).
Высокая скорость

Пластифицирующие свойства ИЖ

Получение композиционных материалов с улучшенными физическими и механическими характеристиками.

Green Solvents in Radiochemical Technologies

Extraction of U (VI), Pu (IV), Am

Фторированные бифазные растворители

Термин «фторированный» использован как аналог термина «водный» в 1994

Фторированные бифазные растворители

Синтез из соответствующих углеводородов: фторирование с использованием фторида кобальта

Фторированные бифазные растворители

Высокая плотность
Низкая полярность
Малая растворимость в воде и ОР
Высокая растворимость

Фторированные бифазные растворители

Катализаторы, растворимые в ФБР

Примеры реакций

Органическая среда: проблема разделения альдегидов и катализатора
Водно-органическая среда: растворимость олефинов,

Solvent for a particular
application might be selected on the following criteria:
The