乙腈中OPBF4離子液體含量的測定

楊 沫，田孟哲，田 鵬*

(1.沈陽師范大學 化學化工學院 能源與環境催化研究所，遼寧 沈陽 110034；2.沈陽師范大學 科信軟件學院，遼寧 沈陽 110034)

乙腈中OPBF4離子液體含量的測定

楊 沫1，田孟哲2，田 鵬1*

(1.沈陽師范大學 化學化工學院 能源與環境催化研究所，遼寧 沈陽 110034；2.沈陽師范大學 科信軟件學院，遼寧 沈陽 110034)

實驗中用溴代正辛烷和吡啶的物質的量比1.2∶1，加熱回流，制備OcPyBr。在丙酮溶劑中用OcPyBr和四氟硼酸鈉制備了OPBF4離子液體。測得有機溶劑乙腈中OPBF4離子液體的含量，乙腈中標準工作曲線的線性回歸方程為：y=0.09252+0.03041X，相關系數為0.9992，反映溶液濃度和吸光度值兩個變量之間的相關程度高，測得乙腈中OPBF4回收率在95.4%～102%之間。

四氟硼酸N-正辛基吡啶；乙腈；紫外光譜

離子液體又被稱作室溫熔融鹽(Room Temperature Molten Salts)[1]。據研究發現，離子液體在常溫時為液態是由于離子包裹不完全[2]，笨重、不對稱的陽離子和均勻形狀陰離子結合，形成一個規則的結構，即液相。離子液體的低熔點也是由化學結構決定的，較大的不對稱的陽離子和結構較小的無機基團結合，降低了晶格能，因此形成的離子液體熔點較低。在一些報道中，一些較大的陽離子也起到了降低晶格能的作用。離子液體的應用領域，包括有機合成和催化溶劑的溶劑、燃料和太陽能電池中的電解質、潤滑油、色譜質譜中的固定相、酶的固定化支持、分離技術、作為液晶、納米材料合成模、組織保存的材料、聚合物凝膠催化膜的制備和高導電材料的制備[3-5]。與傳統溶劑相比，離子液體具有幾個特點，使其與環境更加相容，由于大型不對稱的陽離子，和均勻形狀的陰離子結合，使得離子液體的電子云發生明顯的偏移。離子液體不易揮發，因此它們擁有非常低的蒸汽壓。離子液體具有熱穩定性，大約高至300℃。大多數離子液體液程高達200℃，具有廣泛的動能控制。離子液體具有高導熱性和寬電化學窗口。離子液體能與多種有機溶劑混溶。離子液體是相轉移過程中的非水性的替代品。離子液體的溶劑特性可以通過由不同的陰離子和陽離子組合進行調整。離子液體具有非常好的溶解能力，可以溶解諸如鹽、脂肪、蛋白質、氨基酸、表面活性劑、糖和多糖等多種物質。有文獻報道離子液體擁有非常強大的溶劑特性，能夠溶解多種有機分子，包括原油、油墨、塑料，甚至DNA[6-8]。與傳統的有機溶劑諸如苯、丙酮、甲苯相比，離子液體沒有蒸汽壓[9]。離子液體被譽為綠色溶劑，是因為同揮發性的有機溶劑相比，離子液體不會爆炸，可以重復的回收利用[10]。

1 實驗部分

1.1 試劑和儀器

乙腈(分析純，國藥集團化學試劑有限公司)、無水乙醇(分析純，沈陽化學試劑廠)、吡啶(分析純,國藥集團化學試劑有限公司)、二次蒸餾水、溴代正辛烷(化學純，國藥集團化學試劑有限公司)、四氟硼酸鈉(化學純，國藥集團化學試劑有限公司)、丙酮(分析純，沈陽化學試劑廠)、乙酸乙酯(分析純，沈陽化學試劑廠)。

紫外-可見分光光度計UV22550型(日本島津公司)，RE-52型旋轉蒸發器(鞏義市予華儀器有限責任公司)，分析天平(上海天平儀器廠，儀器精度為±0.0001 g)，10 mm石英比色皿，磁力攪拌器(上海南匯電訊器材廠)。

1.2 四氟硼酸N-正辛基吡啶離子液體的制備

實驗中用溴代正辛烷和吡啶的物質的量比1.2∶1，加熱回流，制備溴化N-正辛基吡啶(OcPyBr)。為了獲得純凈的OcPyBr，用10%的乙酸乙酯和少量的乙腈重結晶2～3次。將洗滌抽干后的晶體抽真空，將其裝入試劑瓶保存于真空干燥器中。

制備四氟硼酸N-正辛基吡啶(OPBF4)離子液體如下：

實驗中用到的玻璃器皿首先采用熱堿和稀硝酸分別清洗1次，在采用二次蒸餾水將其沖洗并烘干，并置于干燥器中。由于反應物四氟硼酸鈉和OcPyBr在丙酮中的溶解度很小，但由于他們的產物NaBr在丙酮中不溶，從而推動反應不斷進行。反應流程：稱取等物質的量比的溴化N-正辛基吡啶和四氟硼酸鈉→量取丙酮150.0 mL→ 攪拌→過濾除去NaBr→再次過濾→旋轉蒸發→真空干燥。

1.3 測定乙腈中OPBF4離子液體中的含量

1.3.1 OPBF4溶液的配制

準確量取0.09mL OPBF4離子液體，取100 mL的容量瓶，用乙腈定容，此時在溶劑中離子液體濃度均為1000 mg/L。

1.3.2 確定離子液體最大吸收波長

移取已經配制的1000 mg/L標準儲備液至石英比色皿中，參比溶液為乙腈，掃描范圍為200～400 nm。測量參數設定為：掃描速度為中速；自動采樣間隔為激活；采樣間隔為0.1；狹縫寬為2.0 nm；掃描模式為單一，確定OPBF4在乙腈中的最大吸收波長。

1.3.3 繪制最大吸收波長的標準工作曲線

采用乙腈為溶劑，配制濃度分別為2.5、5、7.5、10、12.5、15、17.5、20 mg/L的OPBF4離子液體標準溶液，搖勻后得到待測溶液，參比溶液分別為乙腈，測定各濃度離子液體標準溶液在最大吸收波長下的吸光度，最后采用工具軟件繪制標準工作曲線。

1.3.4 加標回收率

用移液管隨機的移取一定量OPBF4標準離子液體，標準離子液體溶液加入的濃度分別為5、10、15、20 mg/L，采用標準加入法進行處理和測定。

2 結果與討論

2.1 最大吸收波長的確定

圖1 OPBF4在乙腈中的紫外光譜圖

OPBF4離子液體在紫外區有特征吸收峰，為使測定結果有較高靈敏度和準確度，波長200～400 nm范圍內掃描OPBF4離子液體得到紫外光譜曲線和最大吸收波長如圖1，對入射波長進行選擇。

由圖1可知，在200～400 nm范圍內乙腈中的OPBF4有兩個明顯的吸收峰，紫外光度法測定結果顯示，在乙腈中OPBF4的最大吸收波長在240 nm處，在240 nm處進行OPBF4離子液體的定量分析。

2.2 在乙腈溶劑中OPBF4的標準曲線

OPBF4在以乙腈為溶劑的標準曲線(圖2)的線性回歸方程為y=0.09252+0.03041X，線性方程結果表明：離子液體濃度與其吸光度在一定范圍內呈現良好的線性關系，相關系數為0.9992，由此可知，吸光度與離子液體的濃度這兩個變量之間具有很高的相關度。

圖2 OPBF4在乙腈中的標準曲線

2.3 在乙腈溶劑中OPBF4的加標回收率

準確移取一定量的OPBF4標準儲備液，通過測定得知，乙腈中OPBF4濃度分別為5.34、6.26、7.41、10.82、11.62mg/L，采用標準加入法，將濃度值分別為5、5、5、10、10mg/L離子液體標準溶液依次加入。乙腈中標準工作曲線的線性回歸方程為：y=0.09252+0.03041X，相關系數為0.9992，測得乙腈中OPBF4回收率在95.4%～102%之間，見表1。

表1 在乙腈溶劑中OPBF4的加標回收率

3 結論

實驗中用溴代正辛烷和吡啶的物質的量比1.2∶1，加熱回流，制備OcPyBr。在丙酮溶劑中用OcPyBr和四氟硼酸鈉制備了OPBF4離子液體。測得有機溶劑乙腈中OPBF4離子液體的含量，乙腈中標準工作曲線的線性回歸方程為：y=0.09252+0.03041X，相關系數為0.9992，反映溶液濃度和吸光度值兩個變量之間的相關程度高，測得乙腈中OPBF4回收率在95.4%～102%之間。

[1] 李汝雄,王建基. 綠色溶劑-離子液體的制備與應用[J]. 化工進展,2002,21(1): 43-48.

[2] Renner R. Ionic liquids: an industrial cleanup solution,environ[J]. Sci Technol,2001,35 (19) :410A-413A.

[3] Yang Q,Dionysiou D D. Photolytic degradation of chlorinated phenolsin room temperature ionic liquids[J]. J. Photochem Photobiol A: Chem,2004,165(1) :229-240.

[4] 張 慧,劉 秀,朱巖琪,等. 介孔硅修飾碳糊電極制備及其對DA、UA、AA混合樣品的電化學響應[J]. 沈陽師范大學學報(自然科學版),2016,34(3):276-281.

[5] 黃婷婷,周婉秋,王宇玲,等. 添加劑用量對鉬酸鹽失效轉化液再生的影響[J]. 沈陽師范大學學報(自然科學版),2016(1):6-9.

[6] Shariati A,Peters C J. High pressure phase equilibria of systems with ionic liquids[J]. J Supercrit Fluids,2005,34(2) :171-176.

[7] Shariati A,Gutkowski K. Comparison of the phase behavior of some selected binary systems with ionic liquids[J]. AIChE J,2005,51(5) :1532-1540.

[8] Zhao H,Xia S,Ma P. Review: use of ionic liquids as green solvents for extractions[J]. J Chem Technol Biotechnol,2005,80(10) :1089-1096.

[9] Cammarata L,Kazarian S G,Salter P A,et al. Molecular states ofwater in room temperature ionic liquids [J]. Phys Chem Chem Phys,2001,3(23):5192-5200.

[10] 顧彥龍,彭家建,喬 琨,等.室溫離子液體及其在催化和有機合成中的應用[J].化學進展,2003,15(3): 222-241.

(本文文獻格式：楊 沫，田孟哲，田 鵬.乙腈中OPBF4離子液體含量的測定[J].山東化工,2017,46(5):83-84,86.)

Determination Content of OPBF4Ionic Liquid in Acetonitrile

YangMo1，TianMengzhe2，TianPeng1*

(1.College of Chemistry and Chemical Engineering, Institute of Catalysis for Energy and Environment,Shenyang Normal University,Shenyang 110034,China;2.Software College,Shenyang Normal University,Shenyang 110034,China)

In this paper,the synthetic method was optimized: bromide N-octyl pyridium was synthesized by bromine octane and pyridine. Tetrafluoroborate N-octyl pyridium ionic liquid was synthesized by bromide N-octyl pyridium and tetrafluoroborate sodium. Further,tetrafluoroborate N-octyl pyridium was made quantitative analysis by ultraviolet spectrometry in acetonitrile,and the specification curve in acetonitrile was drew. The standard working curve of tetrafluoroborate N-octyl pyridium ionic liquid is y=0.09252+0.03041X (R=0.9992). Their coefficients of recovery in acetonitrile was recorded by standard addition method. The extent of adding standard recovery is 95.4%～102%.

tetrafluoroborate N-octyl pyridium; acetonitrile; ultraviolet spectrometry

2017-02-20

遼寧省自然科學基金(項目批準號：2015020241)；沈陽師范大學重大孵化項目(項目批準號：ZD201406)；沈陽師范大學大學生創新創業訓練計劃項目

楊 沫(1991—)，女，遼寧葫蘆島人，沈陽師范大學碩士研究生；通訊作者：田 鵬(1967—)，男，遼寧沈陽人，沈陽師范大學教授，博士，碩士研究生導師。

O656

A

1008-021X(2017)05-0083-02