低共熔溶劑

低共熔溶劑是指由一定化學計量比的氫鍵受體（如季銨鹽）和氫鍵供體（如醯胺、羧酸和多元醇等化合物）組合而成的兩組分或三組分低共熔混合物，其凝固點顯著低於各個組分純物質的熔點。由Abbott等人於2003年首次報導。低共熔溶劑的物理化學性質與離子液體非常相似，因此也有人把它歸為一類新型離子液體或離子液體類似物。

基本介紹

• 中文名：低共熔溶劑
• 外文名：Deep Eutectic Solvents

組成

低共熔溶劑通常由一定化學計量比的氫鍵受體和氫鍵給體組合而成，例如摩爾比為1:2的氯化膽鹼-尿素混合物。常見的可組成低共熔溶劑的氫鍵受體和氫鍵供體如下：

DES常見組成

• 氫鍵受體：季銨鹽（如氯化膽鹼）、兩性離子（如甜菜鹼）等
  
• 氫鍵供體：尿素、硫脲、羧酸（苯乙酸、蘋果酸、檸檬酸、丁二酸等）、多元醇（乙二醇、甘油、丁二醇、木糖醇等）、胺基酸、糖類（葡萄糖、果糖）三氟乙醯胺等。
  

除了上述典型組成以外，低共熔溶劑的組成還可以是糖+胺基酸、羧酸+多元醇、糖+糖等。大部分低共熔溶劑是兩組分混合物，少數低共熔溶劑是三組分混合物。水分子可作為某些低共熔溶劑的組分之一。

性質

凝固點

凝固點（Tf）是低共熔溶劑的一個重要物理參數，低共熔溶劑的凝固點大多在-38～150℃之 間，明顯低於高溫熔鹽，這是由於低共熔溶劑中的氫鍵供體與氫鍵受體形成了氫鍵的緣 故。氫鍵作用越強，低共熔溶劑的凝固點通常越低。與組成低共熔溶劑的氫鍵供體物質和氫鍵受體物質的熔點相比，低共熔溶劑的凝固點通常可下降20~120℃。

粘度

大多數低共熔溶劑的粘度較大，不僅大於常規分子溶劑，也大於很多常見的離子液體。低共熔溶劑的粘度顯著受到組分結構、混合比例、溫度等因素的影響。

電導率

由於季銨鹽是最常見的低共熔溶劑組分之一，因此很多低共熔溶劑具有良好的導電性，其電導率一般在0.1～10mS·cm－1 之間，並且電導率的大小與低共 熔溶劑的組成和溫度有關。

套用

氣體吸收

主要是對二氧化碳、二氧化硫、氧氣的吸收。

DES對二氧化碳的吸收

DES對二氧化硫的吸收

電化學方面

低共熔溶劑作為電解液進行研究。

電化學視窗

納米材料合成

有機合成

可以鹵代反應、D-A反 應、Knoevenagel縮合、Henry反應、Perkin反應、Paal-Knorr反應和還原反應等

藥物緩釋

可以套用在藥物緩釋，如利多卡因

目前低共熔溶劑的研究和套用尚處於實驗室研究階段。作為一類新型溶劑，低共熔溶劑具有製備簡便、成本低、毒性低、溶解性好、不易揮發等特點，因此在電沉積、萃取分離、催化反應、納米材料製備等諸多領域展現出良好的發展前景。