离子液体铁配合物制备工艺优化

将N-甲基咪唑分别和溴代正丁烷、溴代正辛烷、溴代异丙烷混合，生成咪唑基离子液体，然后把生成的液体和氯化亚铁以不同配比进行反应，得出最佳的药品配比。将氯化亚铁配合物溶于去离子水中，再向其中加入不同量的氢氧化钠，生成羟基离子液体配合物。最后用去离子水洗涤配合物，测定表征。

1.甲基咪唑离子液体合成制备

（1）1-丁基-3-甲基咪唑溴代盐合成（图1.1）。

图1.1　1-丁基-3-甲基咪唑溴代盐合成示意图

操作：用量筒量取37.5mL甲基咪唑倒入三颈瓶中，然后再量取50mL溴代正丁烷缓慢倒入装有甲基咪唑的三颈瓶中，把三颈瓶放在水浴锅中，启动搅拌器，设定转数为300r/min。为防止反应过于剧烈而发生喷射现象，先调整水浴锅温度为40℃，每过10min将温度升高10℃，直到水浴锅温度为80℃，待反应30h后停止水浴锅和搅拌器，收集液体。

（2） 1-辛基-3-甲基咪唑溴代盐合成（图1.2）。

图1.2　1-辛基-3-甲基咪唑溴代盐合成示意图

操作：用量筒量取23mL甲基咪唑倒入三颈瓶中，然后再量取50mL溴代正辛烷缓慢倒入装有甲基咪唑的三颈瓶中，剩余步骤与1-丁基-3-甲基咪唑溴代盐合成相同。

（3）1-异丙基-3-甲基咪唑溴代盐合成（图1.3）

图1.3　1-异丙基-3-甲基咪唑溴代盐合成示意图

操作：用量筒量取43mL甲基咪唑倒入三颈瓶中，然后再量取50mL溴代异丙烷缓慢倒入装有甲基咪唑的三颈瓶中，剩余步骤与1-丁基-3-甲基咪唑溴代盐合成相同。

2.乙基咪唑离子液体合成制备

（1）1-异丙基-3-乙基咪唑溴代盐的合成。

操作：通过物质的量的比计算出溴代异丙烷与N-乙基咪唑的体积比（溴代异丙烷稍过量一些），用量筒分别取出一定量溴代异丙烷与N-乙基咪唑倒入三颈瓶中，组装好仪器后把三颈瓶放在水浴锅中，启动搅拌器。刚开始水浴锅设定温度为40℃，待反应半小时后将温度上升到80℃，搅拌器的转数为300r/min。之后记录时间共反应30h，30h后收集液体，将得到的离子液体放入烧杯，在通风厨中与一定量的乙酸乙酯混合、搅拌、静置10min后，将分层的上层液体倒入废液瓶中，重复此步骤3次后，将得到的液体放在80℃的烘箱中1h，之后取出液体，保存。

（2）1-丁基-3-乙基咪唑溴代盐、1-辛基-3-乙基咪唑溴代盐、1-丁基-3-乙基咪唑氯代盐合成工艺同上。(www.xing528.com)

3.离子液体的洗涤

将生成的液体倒入烧杯，再向其中加入乙酸乙酯，然后将烧杯放入通风橱中，用玻璃棒搅拌液体，静置一段时间，待液体分层后，缓慢将上层清液倒入废液瓶中。重复此操作3次，最后将烧杯中洗涤好的离子液体倒入细口瓶中保存，以供以后的实验使用。

4.离子液体铁配合物制备工艺

（1）反应物配比对甲基咪唑离子液体铁配合物产率的影响。

操作：用电子天平称取5份质量分别为9.95g、14.93g、19.90g、24.88g、29.85g的氯化亚铁四水合物（Fed2·4H2O）固体，然后将固体溶于5个装有200mL去离子水的烧杯中，用玻璃棒搅拌，直至固体全部溶解。把烧杯贴好标签，将合成好的离子液体按照不同比例加入烧杯中，振荡烧杯，液体由浅绿色变为深绿色，把烧杯放入通风橱中进行反应。每天定时观察烧杯底部固体物质的量，待不再明显增多时，倒出上层溶液于同一废液瓶中贴好标签，将下层浑浊液体进行离心沉淀，最后将装有固体的塑料离心管放入真空干燥箱进行干燥，用电子天平准确称量固体质量，分析药品配比对产量的影响。不同离子液体铁配合物结果见表1.3～表1.5。

表1.3　反应物 1-丁基-3-甲基咪唑溴代盐和氯化亚铁配比工艺条件

表1.4　反应物1-辛基-3-甲基咪唑溴代盐和氯化亚铁配比工艺条件

表1.5　反应物 1-异丙基-3-甲基咪唑溴代盐和氯化亚铁配比工艺条件

（2）反应物配比对乙基咪唑离子液体铁配合物产率的影响。

操作：用电子天平称量5份分别为0.05mol（14g）、0.75mol（21g）、0.10mol（28g）、0.125mol（35g）、0.15mol（42g）的硫酸亚铁固体，之后将已称量出的硫酸亚铁水合物（FeSO4·7H2O）分别放入5个已加入250mL去离子水的烧杯中，用玻璃棒搅拌直至硫酸亚铁全部溶解。将不同物质的量的硫酸亚铁做好标签，分别加入0.05mol不同的乙基咪唑离子液体，混合搅拌10min后记录时间。静置3天后，将5份烧杯中上层清夜收集到同一废液瓶中贴好标签，再将剩余5份浑浊液分别进行离心，离心后将得到沉淀的5份离心管贴好标签放入真空干燥箱中干燥，最后将5份黄色固体分别称重，记录数据。分析不同配比的硫酸亚铁的用量对离子液体铁配合物的影响。

5.离子液体氯化亚铁配合物的提纯工艺

操作：把生成的固体碾磨成粉末放入烧杯中，然后向里面加入20mL左右的去离子水，用玻璃棒搅拌2min，将溶液倒入离心管中，用离心沉淀器进行离心。取适量离心后的上层液体倒入比色皿中，用紫外—可见分光光度计进行光谱分析。若显现的光谱有很明显的吸收峰，则重复上述操作，直至光谱中没有明显的吸收峰为止，说明此时的固体已被清洗纯净。

6.离子液体氯化亚铁配合物表征

（1） XPS、XRD测定。采用元素分析仪（XPS）、X射线衍射仪（XRD）测定配合物中含有的元素种类、数量、配合物的组成和晶体结构。

（2）红外光谱测定。称量2mg左右的固体与200mg的纯KBr混合后研磨均匀，放入磨具中，再用5×107Pa的压力在油压机上压成透明薄片，将薄片放入仪器中进行测定。通过显示的红外光谱图的峰值和变化，测定离子液体配合物价键结构。