《離子液體在水及糖水溶液中的性質及其與結構關係研究》是依託河南師範大學，由卓克壘擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：離子液體在水及糖水溶液中的性質及其與結構關係研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：卓克壘
- 依託單位：河南師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
離子液體因其特有的物化性質被認為是環境友好的綠色產品而成為研究的熱點。糖是具有重要功能的生物信息分子。隨著離子液體的研發和廣泛套用，其會不可避免地流入環境並在生物體內積累，然而離子液體毒性如何將是一個前瞻性的研究課題。本項目擬研製離子液體的離子選擇性電極並用於單個離子活度係數的測定。同時利用量熱、體積、粘度和電導等巨觀方法並結合NMR技術、分子動力學模擬和量化計算等微觀手段，系統研究水溶液中離子液體-糖相互作用的規律及微觀機制。探索離子液體-糖相互作用與糖分子立體結構及離子液體結構和性質的依賴關係，考察離子液體對糖鏈構象的影響，確定與離子液體相互作用的基團和位點。研究結果對於解釋生物體液中糖-離子液體相互作用的本質具有重要科學意義；為離子液體在生物體內的積累和潛在毒性研究提供理論指導和基礎數據；為離子液體作溶劑時糖的萃取、純化、合成及相關生產過程的設計和最佳化提供理論依據和基礎參數。
結題摘要
本項目研製了離子液體的離子選擇電極(ISE)並用於離子液體及單個離子活度係數的測定。利用體積、電化學、粘度、電導等巨觀方法，螢光光譜及NMR等微觀手段，系統研究了水溶液中離子液體—糖相互作用的規律及微觀機制。研究結果表明，所研製的離子選擇電極在較寬的濃度範圍內有快速、穩定的能斯特回響，具有較低的檢測下限，並得到了咪唑陽離子對電極選擇性係數的影響規律。測定了不同溫度下咪唑類離子液體([Cnmim]Cl)在水溶液中的平均離子活度係數γ和單個離子活度係數(γ+和γ–)，並對其依賴關係進行了討論。測定了298.15 K下，咪唑氯化物離子液體([Cnmim]Cl, n = 4, 6, 8, 10)在水及葡萄糖水溶液中，[C4mim]Cl在水及單糖水溶液中的摩爾電導率，討論了離子液體陽離子烷基鏈的長度和糖分子的立體結構對離子液體糖相互作用的影響規律。測定了1-丁基-3-甲基咪唑羧酸鹽離子液體在水及葡萄糖水溶液中的密度ρ、粘度η和電導κ及甲基β-D吡喃葡萄糖苷和離子液體在離子液體—甲基β-D吡喃葡萄糖苷—水三元體系中13C和1H的化學位移，分析討論了離子液體和糖分子的大小、結構和溶劑化作用對離子液體—糖相互作用的影響。測定了雙陽離子離子液體在葡萄糖水溶液中的體積和粘度性質和葡萄糖酸類離子液體在水及有機溶劑中的體積、粘度和電導性質，研究表明離子液體與溶劑之間的相互作用隨著陽離子烷基連線鏈的增長、陰離子體積的增大而增強。利用電導、螢光、核磁共振和動態光散射等技術研究了[C10mim]Cl在水及糖水溶液中的簇集行為。單糖的加入有利於離子液體的簇集，臨界簇集濃度(CAC)值隨著糖濃度的增大而減小。此外，還利用量熱和量子化學計算方法研究了鹵化鈉和幾種單糖之間的相互作用規律及溴化鈉-吡喃醛糖-水體系的焓熵補償作用。研究成果對於解釋生物體液中糖-離子液體相互作用的本質具有重要科學意義；為離子液體在生物體內的積累和潛在毒性研究提供理論指導和基礎數據；為離子液體作溶劑時糖的萃取、純化、合成及相關生產過程的設計和最佳化提供理論依據和基礎參數。
