文献综述

1.选题背景

近年来, 使用离子液体溶解生物大分子的研究日益受到学术界的重视。与传统溶剂相比, 离子液体不挥发、不燃烧、结构和性质可调, 具有良好的物理和化学稳定性, 对无机化合物、有机化合物甚至高分子材料具有良好的溶解能力, 而且可以循环使用。壳聚糖是一种非常丰富的天生物质材料, 在化妆品、制药、生物技术、废水处理、食品科学、造纸等领域中得到了广泛的应用。但是, 壳聚糖很难溶解在常用的溶剂中, 目前文献报道的关于溶解壳聚糖的传统溶剂大多具有成本高、毒性大、腐蚀性强等缺点, 因此研究离子液体对壳聚糖的溶解具有重要的意义^[1]。

目前化学工业中大量使用的有毒、易挥发的有机溶剂违背了绿色化学的理念。而表面活性离子液体作为一种绿色有机溶剂出现，不仅作为绿色溶剂广泛的应用在化学领域，因其独特的物理化学性质，有成为新型功能材料和表面活性剂的潜能，因此研究表面活性离子液体显然有其独特的优越性^[2]。

2.离子液体

2.1离子液体背景和特性

离子液体，又称室温离子液体和室温熔融盐（Room temperature ionic liquid,Room temperature molten salt），是在室温及其相近温度（低于100℃）下完全由离子组成的液体物质。离子液体的历史最早可以追溯至1914 年，P. Walden 等制备出了熔点为12℃的硝酸乙基胺([EtNH₃]NO₃)离子液体，但由于硝酸乙基胺离子液体容易发生爆炸，很快就被人们遗忘了。1948年美国专利报道了主要用于电镀领域的三氯化铝和卤化乙基吡啶离子液体，这称为第一代室温离子液体，该类离子液体的缺点是遇水容易分解变质。此后，到了20 世纪90 年代，稳定性更好的由二烷基咪唑阳离子和四氟硼酸、六氟硼酸阴离子等构成的室温离子液体出现了，这称为第二代室温离子液体。2000 年以后，二烷基咪唑类离子液体的种类和功能被进一步丰富，出现了具有一些特殊性质、功能或用途的手性离子液体，也称为”任务专一性离子液体”（task specific ionic liquid），这就是第三代室温离子液体^[3]。

与传统有机溶剂相比，离子液体具有许多优异的性质：（1）蒸汽压低，不易挥发，不可燃，不爆炸；（2）熔点低，液态温度范围宽，较好的化学和热稳定性；（3）对很多无机和有机物质均表现出良好的溶解能力，特别是可以通过改变阴阳离子的组成，达到调控离子液体对不同物质的溶解能力；（4）电化学稳定性高，具有较高的电导率和较宽的电化学窗口；（5）后处理简单，可回收循环使用等。

2.2离子液体的分类

当前研究的离子液体的正离子有4类^[4]:烷基季铵离子[NRxH_{4 - x} ] 、烷基季鏻离子[PRxH_{4 - x} ] 、1,3-二烷基取代的咪唑离子或称N ,N #8217;-二烷基取代的咪唑离子,简记为[R₁R₃im] , 若2位上还有取代基R₂ ,则简记为[ R₁R₂R₃im] 、N -烷基取代的吡啶离子记为[RPy] 。