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离子液体双水相相行为的可逆光调控

李志勇  冯莹  王慧勇  裴渊超  王键吉  
【摘要】:双水相由两个不互溶的水相组成,其上相和下相中水的摩尔分数均大于0.8。目前,双水相体系已被广泛地用于分离过程。但是,在不影响双水相体系完整性的情况下,双水相和均相溶液之间的可逆切换是我们面临的挑战。本文首次构筑了一系列偶氮苯离子液体-无机盐双水相体系,在紫外光照下,这类体系可以从双水相变为均相溶液,进一步使用可见光照射,体系能够可逆地切换到双水相。因此,我们可以通过交替使用紫外/可见光照射,实现体系在双水相和均相溶液间的可逆切换(图1)。机理研究表明,紫外光照射造成偶氮苯离子液体的阳离子由相对疏水的反式异构体转变为亲水的顺式异构体,这种变化使离子液体胶束尺寸减小,导致两相体系被破坏,双水相转变成了均相溶液。然而可见光照射起到了相反的作用,促进了均相溶液的相分离。作为一个示例,我们将光响应离子液体双水相体系用于常温下的Aza-Michael加成反应,实现了双水相体系中苄胺和丙烯酸酯的"均相反应,两相分离"。在优化的条件下,反应选择性地得到了双加成产物,产率高达99%,双水相体系在循环使用5次后产率仍保持在95%以上。这一策略拓展了双水相的应用范围,可用于不同化学反应的产物分离、溶剂/催化剂回收等过程的集成。

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