醚基功能化离子液体[CnOC2mim][Thr](n=1,2)的合成及其汽化焓研究

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离子液体是生态友好的溶剂,作为一种新式的对环境友好的功能性材料,具有独特的理化性质例如可忽略的蒸气压,优良的导电性,较高的热稳定性及可设计性,使其在生命科学、药物化学、环境化学和化学工业等领域具有广泛的应用前景。而含醚基的离子液体的烷氧链柔性更好,并且具备更低的熔点等优点。离子液体关于热力学方面的研究及其相关数据的补充既是工业生产应用过程中必不可少的基础数据,也是完善量子化学计算的关键数据。在目前的测定离子液体的蒸气压和汽化焓的实验技术中,热重分析法具有明显的优点,可以快速并准确的完成相关的测量工作。本文使用两步法合成了醚基功能化苏氨酸离子液体[CnOC2mim][Thr](n=1,2)。首先由 N-甲基咪唑与CnOC2Cl(n=1,2)的反应得到[CnOC2mim][Cl](n=1,2),再将其通过处理好的碱性阴离子交换树脂,得到氢氧型中间体。最后,利用氢氧型中间体与苏氨酸发生酸碱中和反应制备出[CnOC2mim][Thr](n=1,2)。分别采用核磁共振氢谱、核磁共振碳谱和动态热重分析法对上述合成的离子液体进行表征,利用动态热重分析法测定了离子液体[CnOC2mim][Thr](n=1,2)的初始分解温度。使用苯甲酸作为参考材料,通过恒温热重分析方法测量了离子液体[CnOC2mim][Thr](n=1,2)的蒸气压和平均温度汽化焓,根据其初始分解温度选取合适的恒温区间。使用Verevkin方法计算出[CnOC2mim][Thr](n=1,2)的热容差,利用平均温度汽化焓数据计算出298.15 K的汽化焓。得到这些基础数据后,利用Clausius-Clapeyron方程计算出[CnOC2mim][Thr](n=1,2)的假设正常沸点Tb,及其在假想正常沸点时的汽化熵。利用热容差可以计算出离子液体在任意温度对应的汽化焓,汽化熵和汽化吉布斯自由能。实验结果表明:随着温度的升高,离子液体的汽化焓逐渐减小、汽化吉布斯自由能逐渐减小至零直至温度升至假想沸点,而汽化熵的值呈增大的趋势。
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