低共熔溶劑

低共熔溶劑

低共熔溶劑是指由一定化學計量比的氫鍵受體(如季銨鹽)和氫鍵供體(如醯胺、羧酸和多元醇等化合物)組合而成的兩組分或三組分低共熔混合物,其凝固點顯著低於各個組分純物質的熔點。由Abbott等人於2003年首次報導。低共熔溶劑的物理化學性質與離子液體非常相似,因此也有人把它歸為一類新型離子液體或離子液體類似物。

組成

DES常見組成 DES常見組成

低共熔溶劑通常由一定化學計量比的氫鍵受體和氫鍵給體組合而成,例如摩爾比為1:2的氯化膽鹼-尿素混合物。常見的可組成低共熔溶劑的氫鍵受體和氫鍵供體如下:

•氫鍵受體:季銨鹽(如氯化膽鹼)、兩性離子(如甜菜鹼)等

•氫鍵供體:尿素、硫脲、羧酸(苯乙酸、蘋果酸、檸檬酸、丁二酸等)、多元醇(乙二醇、甘油、丁二醇、木糖醇等)、胺基酸、糖類(葡萄糖、果糖)三氟乙醯胺等。

除了上述典型組成以外,低共熔溶劑的組成還可以是糖+胺基酸、羧酸+多元醇、糖+糖等。大部分低共熔溶劑是兩組分混合物,少數低共熔溶劑是三組分混合物。水分子可作為某些低共熔溶劑的組分之一。

性質

凝固點

凝固點(Tf)是低共熔溶劑的一個重要物理參數,低共熔溶劑的凝固點大多在-38~150℃之 間,明顯低於高溫熔鹽,這是由於低共熔溶劑中的氫鍵供體與氫鍵受體形成了氫鍵的緣 故。氫鍵作用越強,低共熔溶劑的凝固點通常越低。與組成低共熔溶劑的氫鍵供體物質和氫鍵受體物質的熔點相比,低共熔溶劑的凝固點通常可下降20~120℃。

粘度

大多數低共熔溶劑的粘度較大,不僅大於常規分子溶劑,也大於很多常見的離子液體。低共熔溶劑的粘度顯著受到組分結構、混合比例、溫度等因素的影響。

電導率

由於季銨鹽是最常見的低共熔溶劑組分之一,因此很多低共熔溶劑具有良好的導電性,其電導率一般在0.1~10mS·cm-1 之間,並且電導率的大小與低共 熔溶劑的組成和溫度有關。

套用

氣體吸收

DES對二氧化碳的吸收 DES對二氧化碳的吸收
DES對二氧化硫的吸收 DES對二氧化硫的吸收

主要是對二氧化碳、二氧化硫、氧氣的吸收。

電化學方面

電化學視窗 電化學視窗

低共熔溶劑作為電解液進行研究。

納米材料合成

低共熔溶劑 低共熔溶劑
低共熔溶劑 低共熔溶劑

有機合成

低共熔溶劑 低共熔溶劑

可以鹵代反應、D-A反 應、Knoevenagel縮合、Henry反應、Perkin反應、Paal-Knorr反應和還原反應等

藥物緩釋

低共熔溶劑 低共熔溶劑

可以套用在藥物緩釋,如利多卡因

目前低共熔溶劑的研究和套用尚處於實驗室研究階段。作為一類新型溶劑,低共熔溶劑具有製備簡便、成本低、毒性低、溶解性好、不易揮發等特點,因此在電沉積、萃取分離、催化反應、納米材料製備等諸多領域展現出良好的發展前景。

相關詞條

熱門詞條

聯絡我們