專利名稱：一種咪唑型離子液體陰離子氫鍵形成能力的測定方法
技術領域：
本發明涉及一種咪唑型離子液體陰離子氫鍵形成能力的測定方法，屬離子液體氫鍵技術領域。
背景技術：
離子液 體是近年來興起的一種極具應用前景的“綠色”溶劑。與傳統的有機溶劑、水、超臨界流體等相比，離子液體具有幾乎可以忽略的蒸汽壓、熱穩定性高、強極性、不氧化、不燃燒、易回收等優良性能。更可貴的是，人們可以通過選擇適當的陰離子或微調陽離子的烷基鏈，調控離子液體的物理性質和化學性質。基于離子液體具有上述優良性能，因此，離子液體在合成與催化、液-液萃取、電化學、燃料和太陽能電池、高分子凝膠催化膜、固定酶的載體、潤滑劑、塑化劑、抗菌劑、納米材料的制備等諸多領域得到廣泛的應用并迅速發展成為研究的熱點。離子液體陰離子形成氫鍵能力的強弱通常用β參數的大小進行表征。β參數值越大，表明離子液體陰離子形成氫鍵的能力越強.’b參數值越小，表明離子液體陰離子形成氫鍵的能力越弱。目前，離子液體β參數的測定程序如圖I所示。上述測定離子液體β參數方法存在的問題是測定程序十分復雜；測定時間冗長，從實驗準備到實驗結果需時間約兩天；所用檢測設備較多；所用檢測試劑價格昂貴；顯色劑甲醇溶液的濃度不易控制；將磨口瓶中的離子液體在充有氬氣或氮氣的手套箱中加入比色皿操作不便；裝有離子液體的比色皿要嚴格密封；計算β參數較為復雜。
發明內容
本發明的目的在于提供一種新的測定程序簡單、測定速度快、所用檢測設備少、所用檢測試劑價廉的咪唑型離子液體陰離子氫鍵形成能力的測定方法。本發明的目的是通過以下技術解決方案實現的
一種咪唑型離子液體陰離子氫鍵形成能力的測定方法，其測定過程為稱取干燥的
O.2-0. 3g離子液體于核磁管中，然后在同一核磁管中稱取給定量的氘代二甲基亞砜([D6]DMS0)，配成I. Omol/kg的離子液體溶液，接著在核磁共振儀上測定咪唑型離子液體咪唑環上2-位氫的化學位移δ 2 (咪唑環上2-位氫的位置如圖2),咪唑環上2-位氫的化學位移δ2ο在9. Oppm至11. Oppm之間,根據公式4參數值=-3.1290 + O. 4151 L計算6參數值。本發明的離子液體盧參數的測定程序如圖3所示。所測的咪唑型離子液體的化學結構式為式I :
式I尚子液體中，R選自稀丙基、苯基、甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基戍基、異戊基、己基、異己基、環己基、辛基或異辛基中的一種；
式I咪唑型離子液體中，X—選自無機陰離子或有機陰離子。無機陰離子包括Cr、Br'BF4' PF6' NO3' NO2' SO42' Al2Cl7' Fe2Cl/ 等。有機陰離子包括 HCOO' CH3COO' CH3CH2COO^CH3CH2CH2COO'CH3CHOHCOCr、(CH2)2N' (C6H5) COO'OHCH2COO' N (CF3SO2) 2\ N (C2F5SO2) 2\N (FSO2) 2_、C (CF3SO2) 3_、CF3CO2' CF3SO3' CH3S03_ 等。本發明方法與現有技術相比所具有的優點在于所用測定設備少；測定時間由原方法的2天縮短至20分鐘，測定時間顯著縮短；由于測定過程中省去了顯色劑甲醇溶液的配制、用微量注射器將顯色劑甲醇溶液加入離子液體、含顯色劑甲醇溶液的離子液體的真空干燥、在手套箱中將顯色劑離子液體加入比色皿等步驟，因此測定程序明顯簡單；而且本發明省去了價格昂貴的顯色劑對硝基苯胺和N，N- 二乙基對硝基苯胺以及無水甲醇。
圖I為目前所用離子液體β參數的測定程序示意 圖2為咪唑型離子液體咪唑環上2-位氫的位置；
圖3為本發明所用離子液體β參數的測定程序示意 圖4為實施例I [C4mim] [HC00]的核磁圖譜；
圖5為實施例I [C4mim] [CH3CH2CH2COO]的核磁圖譜；
圖6為實施例2[Amim] [CH3CH2COO]的核磁圖譜；
圖7為實施例2[Amim] [CH3CH2CH2COO]的核磁圖譜；
圖8為實施例3[C4mim] [CH3CH0HC00]的核磁圖譜；
圖9為實施例3[Amim] [CH3CH0HC00]的核磁圖譜；
圖10為實施例4[C4mim] [(CH2)2N]的核磁圖譜。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明進行詳細論述。實施例I
I- 丁基-3-甲基咪唑甲酸鹽[C4mim] [HC00]、I- 丁基-3-甲基咪唑丁酸鹽[C4mim][CH3CH2CH2COO]離子液體6參數值的測定分別于核磁管中稱取干燥的咪唑型離子液體
0.2-0. 3g，然后在同一核磁管中稱取給定量的氘代二甲基亞砜([D6]DMS0)，配成l.Omol/kg的離子液體溶液，接著在核磁共振儀測定咪唑型離子液體的氫核磁化學位移。離子液體[C4mim] [HC00]、[C4mim] [CH3CH2CH2COO]咪唑環上2-位氫的化學位移δ 2分別為9. 989PPmUO. 311ppm。將八代入公式I得到2種離子液體的6參數值分別為I. 002,1. 140。[C4mim] [HCOO]的核磁圖譜如圖4所示，[C4mim] [CH3CH2CH2COO]的核磁圖譜如圖5所示。實施例2
I-烯丙基-3-甲基咪唑丙酸鹽[Amim] [CH3CH2COO]、I-烯丙基-3-甲基咪唑丁酸鹽[Amim] [CH3CH2CH2COO]離子液體6參數值的測定分別于核磁管中稱取干燥的咪唑型離子液體O. 2-0. 3g，然后在同一核磁管中稱取給定量的氘代二甲基亞砜([D6]DMSO)，配成
1.Omol/kg的離子液體溶液，接著在核磁共振儀測定咪唑型離子液體的氫核磁化學位移。離子液體[Amim] [CH3CH2COO]、[Amim] [CH3CH2CH2COO]咪唑環上2-位氫的化學位移八分別為
10.385 ppmUO. 389 ppm。將八代入公式I得到2種離子液體的6參數值分別為I. 162、
I.168。[Amim] [CH3CH2COO]的核磁圖譜如圖6所示，[Amim] [CH3CH2CH2COO]的核磁圖譜如圖7所示。
實施例3
I-丁基-3-甲基咪唑乳酸鹽[C4mim] [CH3CH0HC00]、1-烯丙基-3-甲基咪唑乳酸鹽[Amim] [CH3CHOHCOO]離子 液體6參數值的測定分別于核磁管中稱取干燥的咪唑型離子液體O. 2-0. 3g，然后在同一核磁管中稱取給定量的氘代二甲基亞砜([D6]DMS0)，配成I. Omol/kg的離子液體溶液，接著在核磁共振儀測定咪唑型離子液體的氫核磁化學位移。離子液體[C4mim] [CH3CH0HC00]、[Amim] [CH3CH0HC00]咪唑環上2-位氫的化學位移八分別為9. 794ppm、9.781 ppm。將八代入公式I得到2種離子液體的6參數值分別為O. 964、0· 945。[C4mim] [CH3CHOHCOO]的核磁圖譜如圖8所示，[Amim] [CH3CH0HC00]的核磁圖譜如圖9所
/Jn ο實施例4
I-丁基-3-甲基咪唑二氰胺鹽[C4mim] [(CH2)2N]離子液體6參數值的測定于核磁管中稱取干燥的咪唑型離子液體O. 2-0. 3g，然后在同一核磁管中稱取給定量的氘代二甲基亞砜([D6]DMSO)，配成I. Omol/kg的離子液體溶液，接著在核磁共振儀測定咪唑型離子液體的氫核磁化學位移。離子液體[C4mim] [ (CH2) 2N]咪唑環上2-位氫的化學位移為9. 079ppm。將八代入公式I得到兩種離子液體的6參數值分別為O. 640。[C4mim] [ (CH2) 2N]的核磁圖譜如圖10所示。最后所應說明的是以上實施例僅用以說明而非限制本發明的技術方案，盡管參照上述實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解依然可以對本發明進行修改或者等同替換，而不脫離本發明的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。
權利要求
1.一種咪唑型離子液體陰離子氫鍵形成能力的測定方法，其測定過程為稱取干燥的O.2-0. 3g離子液體于核磁管中，然后在同一核磁管中稱取給定量的氘代二甲基亞砜[D6] DMS0,配成I. OmoI/kg的離子液體溶液,接著在核磁共振儀上測定咪唑型離子液體咪唑環上2-位氫的核磁化學位移5 2，根據公式計算b參數值。
2.如權利要求I所述的一種咪唑型離子液體陰離子氫鍵形成能力的測定方法，其特征在于所述的公式為 參數值=-3. 1290 + O. 4151^2。
3.如權利要求I或2所述的一種咪唑型離子液體陰離子氫鍵形成能力的測定方法，其特征在于所測離子液體為咪唑型離子液體，其化學結構式為式I。
4.如權利要求3所述的一種咪唑型離子液體陰離子氫鍵形成能力的測定方法，其特征在于式I尚子液體中，R選自稀R丙基、苯基、甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基戍基、 異戊基、己基、異己基、環己基、辛基或異辛基中的一種。
5.如權利要求3所述的一種咪唑型離子液體陰離子氫鍵形成能力的測定方法，其特征在于式I咪唑型離子液體中，X—選自無機陰離子或有機陰離子。
6.如權利要求5所述的一種咪唑型離子液體陰離子氫鍵形成能力的測定方法，其特征在于無機陰離子包括Cl' Br' BF4' PF6' NO3' NO2' SO42' Al2Cl/或Fe2Cl/中任意一種。
7.如權利要求5所述的一種咪唑型離子液體陰離子氫鍵形成能力的測定方法，其特征在于有機陰離子包括 HCOO' CH3COO' CH3CH2COO' CH3CH2CH2COO' CH3CH0HC0(T、(CH2)2N' (C6H5)COO' OHCH2COO' N (CF3SO2) 2\ N (C2F5SO2) 2\ N(FSO2)2' C(CF3SO2)3' CF3CO2' CF3SOf 或 CH3SO3中任意一種。
全文摘要
本發明涉及一種咪唑型離子液體陰離子氫鍵形成能力的測定方法，具體是稱取干燥的0.2-0.3g離子液體于核磁管中，然后在同一核磁管中稱取給定量的氘代二甲基亞砜[D6]DMSO，配成1.0mol/kg的離子液體溶液，接著在核磁共振儀上測定咪唑型離子液體咪唑環上2-位氫的化學位移δ2，代入公式參數值=-3.1290+0.4151δ2，計算b參數值；根據β參數值來判斷離子液體陰離子形成氫鍵能力的強弱。本方法測定程序簡單、測定速度快、所用檢測設備少、所用試劑廉價。
文檔編號G01N24/08GK102928452SQ20121038488
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月10日 優先權日2012年10月10日
發明者許愛榮, 王鍵吉, 徐航, 劉振, 任運來 申請人:河南科技大學