含有哌嗪结构单元的非质子型离子液体的合成开题报告

1. 研究目的与意义

现如今在化学研究与工业生产中使用的液态溶剂通常为挥发性有机溶剂，大量使用这些溶剂易造成环境污染。在倡导绿色化学的背景下，化学工作者们发现离子液体能够在一定程度上改善化学过程，减少污染问题，是相对理想的有机溶剂替代物。

离子液体（ionic liquid）有许多不同于常规有机溶剂的性质，如熔点低，不挥发，液程范围宽，热稳定性好，不易燃烧等等。离子液体起源于1914年walden合成的硝酸乙铵盐，1992年能在空气和水中稳定存在的咪唑类离子液体问世，1999年，离子液体的阳离子段已不仅仅是咪唑或吡啶结构。目前，离子液体的研究已经成为了化学界的热点之一。

目前，研究与应用的多是咪唑类例子液体，但其制备成本较高且许多产品毒性较强，产品应用受到许多限制。哌嗪及其衍生物通常作为药物合成的中间体，具有毒性小，成本低的优点。

2. 研究内容和预期目标

离子液体是指在常温下呈液态、完全由阴阳离子所组成的低温熔融盐。通常情况下，离子液体可分为咪唑类, 吡啶类离子液体，一般的胍盐类、吡咯烷类等。在多个离子液体的具体研究中，大部分对阳离子的开发都是以咪唑类化合物为主，而对阴离子的研究通常以含卤原子或含无机酸根的离子化合物为主。近几年，新型功能型离子液体越多越受到研究者们的重视。

为此本课题，拟合成出一种新型的含有哌嗪基团的功能型离子液体，其主要以1-甲基咪唑和1, 3-二溴丙烷为原料反应得到中间体，再与哌嗪反应生成最终产物，结构如下图所示。

3. 研究的方法与步骤

本课题拟合成含有哌嗪结构的咪唑类离子液体，其合成步骤如下：

步骤一：以1-甲基咪唑和1,3-二溴丙烷为原料制备中间体。具体步骤为：在三口烧瓶中加入1, 3-二溴丙烷，再加入适量丙酮，取定量1-甲基咪唑溶于适量丙酮中，缓慢滴加进三口烧瓶，在65℃回流20小时，收集产物。其反应原理如下图所示：

4. 参考文献

[1]ma s., kurihara s., tomimori y., kim s., kwon e., muramatsu a., kanie k.self-assembly of photoresponsive azo-containing phospholipids with a polargroup as the tail[j]. rsc adv., 2020, 10, 32984-32991

[2]s. aparicio, m. atilhan. nanoscopic vision on fuel dearomatization using ionicliquids: the case of piperazine-based fluids[j]. energ. fuel., 2013, 27,2515-2527

[3]ma s., funaki k. , miyazaki a. , muramatsu a. , and kanie k. . ionic liquidswith amino moieties: selective and reversible extraction/back-extraction forplatinum group metal ions from aqueous solutions[j]. chem. lett., 2017, 46,1422-1525

5. 计划与进度安排