Page 36 - 《精细化工》2023年第5期
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·956·                             精细化工   FINE CHEMICALS                                 第 40 卷

            的增加而增加，主要与分子结构有关                  [20] 。HDES 的     草酚<薄荷醇<季铵盐。与离子型 HDES 相比，大多
            极性从小到大顺序为离子型 HDES<中性 HDES。这                        数中性 HDES 的黏度较低。离子型 HDES 的高黏度
            是因为中性 HDES 的组分中通常包含较多羟基和羧                          是由于季铵盐中存在较强的静电力                [27] ，强静电力提
            基等极性基团，容易形成氢键相互作用，导致极性                             供了极大的抗剪切力。而具有相同 HBA 的 HDES
            较高。HDES 极性基团和带电部分的减少会降低                            的黏度随着 HBD 链长的减小而降低               [24] 。长烷基链
            HDES 整体极性      [21] ，随着烷基链长度的增加，极性                 意味着更大的相对分子质量和更高的侧链迁移率，
            基团在 HDES 整体结构中的占比下降，分子间作用                          这可能会导致范德华力增大，从而提高了 HDES 的
                                                                                           –
            减弱，并且电荷分布趋于均匀，从而导致极性下降。                            黏度。此外，含较大阴离子（Br ）的 HDES 比含较
                                                                           –
            由相似相溶原理，可根据极性预测化合物在 HDES                           小阴离子（Cl ）的 HDES 黏度更高。
            中的溶解度，通过改变初始组分材料或组成 HDES                           1.2.3   熔点
            的氢键受体（HBA）与氢键供体（HBD）的物质的                               熔点决定了 HDES 的液态稳定性，即是否能保
            量比调整 HDES 组分间氢键相互作用，进而调控                           持稳定的溶剂能力。大多数 HDES 熔点低于 25  ℃
            HDES 极性，实现目标化合物的选择性提取。                             [28-29] ，可在室温下用作反应介质或溶剂，并且有利
                 HDES 的疏水性与极性密切相关，通常低极性                        于 HDES 的回收再利用。HDES 的熔点明显低于初
            的 HDES 具有较高的疏水性，使其可从水性介质中                          始组分的熔点，HBA 与 HBD 的结构是影响 HDES
            分离提取高价值成分或去除污染物。通过测量                               熔点的重要因素，组分间相互作用越强，形成的
            HDES 与水的接触角        [22] 或用 Karl Fisher 滴定法 [23] 测  HDES 熔点越低。HDES 的熔点与 HBA 和 HBD 的
            定 HDES 中的含水量可以表征 HDES 的疏水性，与                       烷基链结构密切相关。一般而言，HDES 的熔点随
            水的接触角>40°或 HDES 中饱和含水量低于 10%的                      着 HBD 的烷基链长度的增加而升高。对于离子型
            HDES 具有良好的疏水性         [24-25] 。此外，还可以通过核           HDES，HBA 的阳离子和阴离子都对其熔点有重要影
            磁共振波谱法（NMR）分析 HDES 的疏水性，根据                         响，熔点随着阳离子烷基链长度的增加而升高，如四正
            各基团的振动吸收峰变化趋势，分析水相对 HDES                           丁基氯化铵（N 4444 –Cl）<三正辛基甲基氯化铵（N 8881 –Cl）
            的亲和力    [26] 。与短链季铵盐相比，长链季铵盐表现出                    <四正辛基氯化铵（N 8888–Cl）；随着阴离子电负性的增
            更高的疏水性，随着链长的增加，季铵盐的饱和含水                            大而降低，如四正丁基氯化铵（N 4444 –Cl）<四正丁基溴
            量从四正丁基氯化铵（N 4444 –Cl）的 6.94%降低至四                   化铵（N 4444–Br），三正辛基甲基氯化铵（N 8881 –Cl）<
            正辛基氯化铵（N 8888–Cl）的 1.78%。大多数中性 HDES                三正辛基甲基溴化铵（N 8881 –Br），四正辛基氯化铵
            的饱和含水量低于 2.41%，比离子型 HDES 具有更                       （N 8888 –Cl）<四正辛基溴化铵（N 8888 –Br）    [11, 30] 。
            高的疏水性。这可能是因为离子型 HDES 中的季                           1.2.4   密度
            铵盐组分引起了分子间交联结构，涉及水分子的参                                 密度是液体的基本物理性质之一。HDES 的密
            与 [8,19] 。HDES 的疏水性受 HBA 和 HBD 结构影响，               度随组分性质及物质的量比的变化而变化，通常随
            随着碳链的增加而增强，这是由于较长碳链结构的                             着烷基链长度的增加而降低，如密度从大到小顺序
            空间位阻较强，减弱了水与带正电荷的氮、磷原子                             为：薄荷醇-乙酸>薄荷醇-辛酸>薄荷醇-癸酸                 [31] 。但
            或其他亲水基团的相互作用            [11] 。高疏水性的 HDES 不         基于麝香草酚的 HDES 的密度随着烷基链长度的增
            易与水混溶，在水溶液中表现出稳定的溶剂性能                     [26] 。   加而增大    [32] 。这是因为，麝香草酚的密度高于其与
            疏水性不足会使得 HDES 中的部分氢键被水破坏，                          羧酸合成的 HDES，当羧酸烷基链长度增加时，麝
                                                               香草酚的摩尔分数随之增加，HDES 的密度增大。
            组分渗透到水相中造成溶剂损失与交叉污染。因此
                                                               HDES 的密度影响其与水之间的相分离，HDES 与水
            应用于水性介质，特别是在去除水中的污染物时，需
                                                               之间的密度差较小时，会形成乳液而难以实现相分
            要注意 HDES 应具备强疏水性，即较低的极性，以
                                                               离，导致 HDES 整体性能受损。可通过调整组分结
            确保 HDES 不会与水混溶而成为新的污染物来源。
                                                               构及物质的量比调控 HDES 的密度，研究表明，
            1.2.2   黏度
                                                                                               3
                                                               HDES 与水的密度差大于 0.05 g/cm 时可更好地实
                 低黏度 HDES 因其良好的传质能力在分离提取
                                                               现相分离    [33] 。
            领域受到广泛关注，高黏度 HDES 较强的黏附性易
            与材料结合，更适用于材料改性且有利于溶剂回收。                            2   在分离和提取过程中的应用
            HDES 通过 HBA 与 HBD 之间的氢键相互作用形成，
            这种相互作用影响 HDES 分子的运动，从而导致                               开发用于目标化合物的绿色分离和提取溶剂始终
            HDES 黏度变化。HDES 的黏度主要取决于 HBA 的                      是化学工业的热点。疏水深共熔溶剂因其高热稳定
            化学结构，如黏度从小到大顺序为长链脂肪酸<麝香                            性、强疏水性和对化合物优异的溶解能力，有效替代
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