第二節　離子液體金屬配合物合成制備工藝

一、實驗儀器、試劑

1.實驗儀器（表1.1）

表1.1　實驗儀器表

2.實驗試劑（表1.2）

表1.2　實驗試劑表

二、離子液體鐵配合物合成制備工藝

將N-甲基咪唑分別和溴代正丁烷、溴代正辛烷、溴代異丙烷混合，生成咪唑基離子液體，然后把生成的液體和氯化亞鐵以不同配比進行反應，得出最佳的藥品配比。將氯化亞鐵配合物溶于去離子水中，再向其中加入不同量的氫氧化鈉，生成羥基離子液體配合物。最后用去離子水洗滌配合物，測定表征。

1.甲基咪唑離子液體合成制備

（1）1-丁基-3-甲基咪唑溴代鹽合成（圖1.1）。

操作：用量筒量取37.5mL甲基咪唑倒入三頸瓶中，然后再量取50mL溴代正丁烷緩慢倒入裝有甲基咪唑的三頸瓶中，把三頸瓶放在水浴鍋中，啟動攪拌器，設定轉數為300r/min。為防止反應過于劇烈而發生噴射現象，先調整水浴鍋溫度為40℃，每過10min將溫度升高10℃，直到水浴鍋溫度為80℃，待反應30h后停止水浴鍋和攪拌器，收集液體。

（2）1-辛基-3-甲基咪唑溴代鹽合成（圖1.2）。

操作：用量筒量取23mL甲基咪唑倒入三頸瓶中，然后再量取50mL溴代正辛烷緩慢倒入裝有甲基咪唑的三頸瓶中，剩余步驟與1-丁基-3-甲基咪唑溴代鹽合成相同。

（3）1-異丙基-3-甲基咪唑溴代鹽合成（圖1.3）

操作：用量筒量取43mL甲基咪唑倒入三頸瓶中，然后再量取50mL溴代異丙烷緩慢倒入裝有甲基咪唑的三頸瓶中，剩余步驟與1-丁基-3-甲基咪唑溴代鹽合成相同。

2.乙基咪唑離子液體合成制備

（1）1-異丙基-3-乙基咪唑溴代鹽的合成。

操作：通過物質的量的比計算出溴代異丙烷與N-乙基咪唑的體積比（溴代異丙烷稍過量一些），用量筒分別取出一定量溴代異丙烷與N-乙基咪唑倒入三頸瓶中，組裝好儀器后把三頸瓶放在水浴鍋中，啟動攪拌器。剛開始水浴鍋設定溫度為40℃，待反應半小時后將溫度上升到80℃，攪拌器的轉數為300r/min。之后記錄時間共反應30h，30h后收集液體，將得到的離子液體放入燒杯，在通風廚中與一定量的乙酸乙酯混合、攪拌、靜置10min后，將分層的上層液體倒入廢液瓶中，重復此步驟3次后，將得到的液體放在80℃的烘箱中1h，之后取出液體，保存。

（2）1-丁基-3-乙基咪唑溴代鹽、1-辛基-3-乙基咪唑溴代鹽、1-丁基-3-乙基咪唑氯代鹽合成工藝同上。

3.離子液體的洗滌

將生成的液體倒入燒杯，再向其中加入乙酸乙酯，然后將燒杯放入通風櫥中，用玻璃棒攪拌液體，靜置一段時間，待液體分層后，緩慢將上層清液倒入廢液瓶中。重復此操作3次，最后將燒杯中洗滌好的離子液體倒入細口瓶中保存，以供以后的實驗使用。

4.離子液體鐵配合物制備工藝

（1）反應物配比對甲基咪唑離子液體鐵配合物產率的影響。

操作：用電子天平稱取5份質量分別為9.95g、14.93g、19.90g、24.88g、29.85g的氯化亞鐵四水合物（Fed2·4H2O）固體，然后將固體溶于5個裝有200mL去離子水的燒杯中，用玻璃棒攪拌，直至固體全部溶解。把燒杯貼好標簽，將合成好的離子液體按照不同比例加入燒杯中，振蕩燒杯，液體由淺綠色變為深綠色，把燒杯放入通風櫥中進行反應。每天定時觀察燒杯底部固體物質的量，待不再明顯增多時，倒出上層溶液于同一廢液瓶中貼好標簽，將下層渾濁液體進行離心沉淀，最后將裝有固體的塑料離心管放入真空干燥箱進行干燥，用電子天平準確稱量固體質量，分析藥品配比對產量的影響。不同離子液體鐵配合物結果見表1.3～表1.5。

表1.3　反應物1-丁基-3-甲基咪唑溴代鹽和氯化亞鐵配比工藝條件

表1.4　反應物1-辛基-3-甲基咪唑溴代鹽和氯化亞鐵配比工藝條件

表1.5　反應物1-異丙基-3-甲基咪唑溴代鹽和氯化亞鐵配比工藝條件

（2）反應物配比對乙基咪唑離子液體鐵配合物產率的影響。

操作：用電子天平稱量5份分別為0.05mol（14g）、0.75mol（21g）、0.10mol（28g）、0.125mol（35g）、0.15mol（42g）的硫酸亞鐵固體，之后將已稱量出的硫酸亞鐵水合物（FeSO4·7H2O）分別放入5個已加入250mL去離子水的燒杯中，用玻璃棒攪拌直至硫酸亞鐵全部溶解。將不同物質的量的硫酸亞鐵做好標簽，分別加入0.05mol不同的乙基咪唑離子液體，混合攪拌10min后記錄時間。靜置3天后，將5份燒杯中上層清夜收集到同一廢液瓶中貼好標簽，再將剩余5份渾濁液分別進行離心，離心后將得到沉淀的5份離心管貼好標簽放入真空干燥箱中干燥，最后將5份黃色固體分別稱重，記錄數據。分析不同配比的硫酸亞鐵的用量對離子液體鐵配合物的影響。

5.離子液體氯化亞鐵配合物的提純工藝

操作：把生成的固體碾磨成粉末放入燒杯中，然后向里面加入20mL左右的去離子水，用玻璃棒攪拌2min，將溶液倒入離心管中，用離心沉淀器進行離心。取適量離心后的上層液體倒入比色皿中，用紫外—可見分光光度計進行光譜分析。若顯現的光譜有很明顯的吸收峰，則重復上述操作，直至光譜中沒有明顯的吸收峰為止，說明此時的固體已被清洗純凈。

6.離子液體氯化亞鐵配合物表征

（1）XPS、XRD測定。采用元素分析儀（XPS）、X射線衍射儀（XRD）測定配合物中含有的元素種類、數量、配合物的組成和晶體結構。

（2）紅外光譜測定。稱量2mg左右的固體與200mg的純KBr混合后研磨均勻，放入磨具中，再用5×107Pa的壓力在油壓機上壓成透明薄片，將薄片放入儀器中進行測定。通過顯示的紅外光譜圖的峰值和變化，測定離子液體配合物價鍵結構。