苏州大学本科生毕业设计目录摘要1Abstrct2第一章 绪论3第1.1节 前言3第1.2节 聚离子液体单体研究背景31.2.1 聚离子液体单体的分类31.2.2 聚离子液体单体的合成41.2.2.1咪唑类聚离子液体单体41.2.2.2铵型聚离子液体单体41.2.2.3可交联的聚离子液体单体51.2.2.4其他一些具有烯基结构的聚离子液体单体51.2.3 传统聚离子液体单体的合成方法51.2.3.1两步法合成聚离子液体单体51.2.3.2一步法合成聚离子液体单体51.2.4 功能化聚离子液体单体的合成61.2.4.1单功能聚离子液体单体的合成61.2.4.2双功能聚离子液体单体的合成61.2.4.3手性聚离子液体单体的合成6第二章 实验部分7第2.1节 实验选题思路、内容及意义7第2.2节 实验过程82.2.1 实验试剂与仪器82.2.2 实验过程与步骤8第2.3节 实验结果与讨论92.3.1氢谱分析92.3.2碳谱分析10全文总结11展望12参考文献13致谢15摘要本文的目的就是为了制备出对苯二甲酸双氯乙酯，通过对苯二甲酸双羟乙酯和亚硫酰氯（SOCl2）反应，以甲苯为反应溶剂，二甲基甲酰胺为催化剂通过取代反应得到对苯二甲酸双氯乙酯，然后利用乙酸乙酯和正己烷的混合溶剂以溶解在固体中的混合物，得到溶液，然后在低温下放置过夜得到固体对苯二甲酸双氯乙酯，最后把固体对苯二甲酸双氯乙酯在60摄氏度的真空烘箱中干燥得到最终产物。最后我们对得到的固体产物进行表征测试，通过核磁碳谱和氢谱分析，最终证明了实验所得的固体产物就是BHECl。关键词：对苯二甲酸双羟乙酯；表征测试；亚硫酰氯；取代反应；核磁碳谱；氢谱。Abstrct The purpose of this paper is to prepare BHECl by reacting BHET and thionyl chloride (SOCl2) with toluene as the reaction solvent and dimethylformamide as the catalyst to obtain BHECl by substitution reaction, and then using a mixed solvent of ethyl acetate and n-hexane. The solution dissolved in the solid was obtained as a solution and then left overnight at a low temperature to obtain a solid BHECl, and finally the solid BHECl was dried in a vacuum oven at 60C to obtain the final product.Finally, we performed the characterization test on the obtained solid product. Through the analysis of nuclear magnetic carbon spectrum and hydrogen spectrum, it was finally proved that the solid product obtained in the experiment was BHECl.Key Words: Bis-hydroxyethyl terephthalate;Characterization test;Thionyl chloride; Substitution reaction;Nuclear magnetic spectrum;Nuclear magnetic proton spectrum.第一章 绪论第1.1节 前言聚离子液体是指在离子液体聚合物中，一个或者多个活性离子中心存在于高分子链的重复单元上，拥有与离子液体的中心结构十分相似的一类高分子聚合物。此类聚合物结合了离子液体的一些特有的优势（包括基本不可燃或者可燃性很低、化学性质十分稳定不易发生化学反应、具有良好的电导性可作为导电材料、溶解性较好可作为溶剂、蒸汽压低并且可适用于较高温度下和高真空的实验操作环境下）以及高分子的大分子链所带来的特点（包括耐久性强、易于成型加工、机械强度较高等），能够在未来材料化学领域的研究以及高分子材料领域的研究扮演着重要角色，因此国内外科学家纷纷将研究重点转移到聚离子液体及其单体的合成上来1。合成聚离子液体单体BHECl正是为了更方便的合成上述聚合物。将BHECl作为反应的中间体可以制备许多有热力学稳定性和机械稳定性更高的聚离子液体，例如BHETPP和BHEA。本实验的思路是以甲酮作为溶剂，在特定的反应温度（65摄氏度）、反应时间（3小时）和催化剂（N,N-二甲基甲酰胺）下，利用亚硫酰氯（SOCl2）上的卤素取代对苯二甲酸双羟乙酯（BHET）上的两个羟基得到BHECl。经过分析BHECl的核磁共振氢谱和氢谱，发现所得的实验产物和BHECl的特征峰和化学位移完全吻合，证明我们成功的合成了BHECl。第1.2节 聚离子液体单体研究背景1.2.1 聚离子液体单体的分类聚离子液体的种类繁多，从离子中心电荷的种类角度来看2，可以将聚离子液体单体分为聚阳离子型(图1-2.1,a和b)、聚阴离子型(图1-2.1,c和d)、内盐型(图1-2.1,e)三种；从可以聚合的基团角度来看，可以分为聚丙烯酸型、聚丙烯酸酯型、聚乙烯型等等；同时还可以从聚合物的结构角度来看，可以将其分为线型、树状、交联状等等。图1-2.1 离子中心带不同电荷的聚离子液体单体3聚离子液体单体是指将可聚合集团引入离子液体中。很多的相关研究者利用聚离子液体单体的聚合来制备聚离子液体，因为这种方法非常的简单直接，所以被广泛采用。1.2.2 聚离子液体单体的合成国内外关于制备聚离子液体单体的方法已经做过许多的研究。目前来看，最传统的集中的合成的方法由一步合成法，两步合成法以及微波法等，主要包括自由基共聚，辐射聚合以及和其他物质共聚等。利用自由基共聚，可以合成咪唑类聚离子液体单体、铵型聚离子液体单体、带交联剂的聚离子液体单体、液氨磺盐类、季磷型聚离子液体单体等。1.2.2.1咪唑类聚离子液体单体丁丽兵4曾在其硕士毕业论文中提到利用含羟基的卤代烷和甲基丙烯酰氯反应先生成酯,然后利用该酯通过季铵化反应与N-烷基咪唑生成含有甲基丙烯酸酯和咪唑阳离子的聚离子液体单体。MasahiroYoshizawa5等合成了一系列聚离子液单体,这类聚离子液体具有带有双键、可以聚合的咪唑侧链。Ohno 等6通过一系列的实验制备出了咪哇型聚合物离子液体单体。1.2.2.2铵型聚离子液体单体铵型聚离子液体单体也是一种比较常见的单体。Maciej7-8等人通过实验设计出了铵型聚离子液体单体的合成路线，得到了大量铵型聚离子液体单体9-10。1.2.2.3可交联的聚离子液体单体在这些单体中存在多个可交联基团，可作为交联剂制备聚离子液体网状结构。1.2.2.4其他一些具有烯基结构的聚离子液体单体例如乙烯基型聚离子液体单体可以由卤代烃和N-烷基咪唑通过季铵化反应一步得到。苯乙烯型聚离子液体单体也可以由三烷基铵和乙烯基苄氯经过季铵化反应得到季铵类离子液体单体。还可以通过辐射聚合法合成聚离子液体单体。Rizvi11就曾利用Co辐射法合成离子液体单体。离子液单体与电解质还可以生成聚离子液电解质。Kim等人利用离子液三氟甲基铵与聚（偏氟乙烯一六氟乙烯）共聚物和电解质聚合可以形成导电性能优异的聚离子液体电解质。1.2.3 传统聚离子液体单体的合成方法1.2.3.1两步法合成聚离子液体单体目前，两步法在制备聚离子液体单体当中是最为常见的方法，也是现在研究者们最熟练的方法。一般可以将其分成两个步骤：第一步是通过季铵化反应来得到MX（M+代表想要得到的目标阳离子，X-代表卤离子）离子液体；第二步就是将X+提取出来（主要依靠目标阴离子提取Y-）。反应一般要求温度比较低的环境，并且在反应过程中要不断进行搅拌，后用蒸馏水进行水洗至呈中性为止，最后用有机溶剂把离子液体提取出来，在真空条件下去除有机溶剂即可得到纯净的离子液体。1.2.3.2一步法合成聚离子液体单体一步合成法相对而言得到的产物纯度较高，基本没有杂质生成而且特别易于操作，又十分经济，一般可以通过季铵化反应或者是酸碱的中和反应可一步得到，但利用这种方法具有一定的局限性，适用的范围小，有许多化合物不能通过此方法得到。利用季铵化反应我们可以得到卤化吡啶盐和卤化1-烷基-3甲基咪唑盐12。1.2.4 功能化聚离子液体单体的合成1.2.4.1单功能聚离子液体单体的合成日本 Kato 等13人利用3,4,5-三羟基苯甲酸乙酯通过许多步反应了合成了1-甲基-3-(3,4,5-三烷氧苄基）咪哇四氟硼酸盐(n=8,12)。1.2.4.2双功能聚离子液体单体的合成虽然最近对单功能聚离子液体研究很多，但是对于双功能聚离子液体单体的科学报道少之又少，以邓友全14为代表的研究组将咪唑作为反应的起始原料，通过三步反应，合成了一类含有两个相同或不同的取代官能团的双功能室温离子液体。由于其具有双取代官能团，因此此类聚离子液体单体具有特殊的物理性质和化学性质，如具有较好的热稳定性和化学稳定性，良好的导电性，同时还可以作为催化剂等等。1.2.4.3手性聚离子液体单体的合成手性离子液体属于功能化聚离子液体单体的一个大类，不仅具有手性材料的功能，而且还包含液体材料的特征。几乎不可燃，而且没有蒸汽压，化学性质以及热力学性质十分稳定，具有很高的电导率，可以循环使用。目前，手性聚离子液体单体在手性化合物的分离与合成15、手性识别16-17等方面应用广泛。Bao的研究小组18在L酒石酸的作用之下，将2-苯基乙胺作为手性原料，把它拆分成D型，与甲醛，乙二醛和氨进行成环反应，可以得到咪唑（带有手性烷基），再通过离子交换和烷基化反应以后即可得到手性咪唑离子液体(D-1 -乙基-3-(-苯乙基) 咪唑四氟硼酸盐）在常温下通常为固态，具有很高的熔点。第二章 实验部分第2.1节 实验选题思路、内容及意义由于聚离子液体单体具有特殊的性能以及独特的结构，对于聚离子液体单体的研究报道越来越多，聚离子液体单体的合成与应用受到各界人士的广泛关注。由于其集合了离子液体和高分子两种材料的优势，在化学稳定性、热稳定性、导电性、溶解性、操作性以及环保性方面有着不可比拟的优势，因此在催化剂、生物能源与技术、材料科学、电化学的研究与制备等方面有着广泛的应用。要想利用对苯二甲酸双羟乙酯制得对苯二甲酸双羟乙酯的季鏻盐改性的蒙脱石，得到有机改性的蒙脱石，提高蒙脱石的热稳定性和机械强度，使其应用范围更广。我们可以通过反应制得中间体对苯二甲酸双氯乙酯，然后利用对苯二甲酸双氯乙酯通过反应制得对苯二甲酸双羟乙酯的季鏻盐改性的蒙脱石。本文的目的是合成聚离子液体单体对苯二甲酸双氯乙酯，通过利用对苯二甲酸双羟乙酯和亚硫酰氯反应，以甲苯为反应溶剂，在温度为65摄氏度的情况下，反应时间为3小时