目前，对咪唑离子液体的研究主要立足于在新型离子液体的设计与合成、物化性质的表 征以及在催化和电化学等方面的应用。由于离子液体是新型的催化介质，因此存在着基础理 论研究不深厚等问题。目前，离子液体阳离子化学结构复杂，合成多是试剂规模，工业制备 工艺生产成本居高不下，所得离子液体质量纯度难以控制。此外，由于在分子层面上对其结 构与性质之间对应关系的研究并不充分和深入，表征和检测手段的缺乏也阻碍着更近一步的 研究。虽然在催化领域咪唑类、吡啶类离子液体有实现工业化的应用，但是对催化体系仍然 缺乏全面深入的分析。为此，我们将着力于设计新型性能良好的咪唑类多功能离子液体，通 过设计绿色、简便、环保的生产工艺，将离子液体应用于硝基芳香化合物催化还原反应中， 以解决反应活性与选择性还原等问题，进而对水—离子液体—金属纳米催化剂体系的反应机 制做进一步的深入研究。

1。1。2 离子液体在催化过程中的作用

在普遍的催化过程中，离子液体作为一种绿色溶剂，与传统低沸点有机溶剂相比可使产 物分离过程更简单，同时避免蒸馏过程中可能出现的共沸混合物的情况。另外，传统溶剂（水 或醇）很难完全满足两相催化要求，而离子液体的设计性与可调性，可适于不同催化体系。 值得一提的是，过渡金属催化过程中，离子液体还起到稳定金属纳米粒子的作用，这对

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于保持催化剂的活性、稳定性以及提高反应的选择性是至关重要的。 离子液体在过渡金属催化过程中的主要作用包括以下几个方面:

（1） “无害”溶剂 通常离子液体的配位能力较低，化学惰性较强，故可以广泛作为催化剂载体。惰性阴离

子（如[(CF3SO2)2N]-、[BF4]-、或[PF4]-）和惰性阳离子（不与催化剂形成配位的阳离子）这些 离子液体只对催化剂起到极性溶解的作用，与催化剂无配位作用。

虽然在有机溶剂中，有机溶剂常与过渡金属催化剂配位中心形成配位关系，使催化活性 增强，而离子液体化学性质不活泼，很可能使金属催化活性低于有机溶剂。但是由于过渡金 属很难完全溶于配位较弱的有机溶剂，所以常使用配位较强的有机溶剂。而这类溶剂很容易 与反应物争夺占据催化活性位点，导致副反应发生。而惰性离子液体由于具有一定极性，在 很好溶解金属催化剂的同时，弱配位能力避免了与反应物的竞争，副反应大大减少。

（2） 催化助剂

最初发现的离子液体是 Lewis 酸（如 AlCl3）和金属卤化盐混合形成的 Lewis 酸性或碱性 离子液体。这种离子液体在过渡金属催化过程中，除了助溶作用外，还起到助催化的作用。 这种离子液体通过与催化剂配位，来活化催化剂，使其成为活性阳离子。论文网

例如（图 1-1），在氯铝酸离子液体中 Cp2TiCl2 中借助离子液体的 Lewis 酸性,起到催化助 剂的作用[3]。

图 1。1 氯铝离子液体对催化剂的活化

在整个反应过程中，一方面在酸性较弱的离子液体中催化剂配合物更易于溶解，另一方 面，由于催化中心的电子云密度直接关系催化活性的高低。而配合物与催化中心作用，降低 其电子云密度，从而发挥了催化助剂的作用。这也就可以解释在非均相催化过程中，在这种 离子液体类似酸性载体明显比在中性载体催化活性上高的原因。

（3） 配体、配体前体作用 在离子液体溶解过渡金属催化剂的同时，某些离子液体阴离子或阳离子可以充当金属配