氨基酸离子液体物理化学性质的实验测定和半经验估算

氨基酸离子液体(AAIL)具有生物再生性能，是新一代、环境更友好的离子液体(IL)，它在生物学，药学，酶化学等领域有广阔应用前景。本项目是前一个基金项目"氨基酸离子液体的热力学性质研究"的进一步拓宽和创新：合成更多新的AAIL并利用标准加入法精确测定其热力学性质和迁移性质；提出了离子等张比容的新概念，利用这个新概念可估算其它AAIL的等张比容，进而估算表面张力，汽化焓和溶解度参数、热膨胀系数等静态性质；利用Glasser离子液体晶格能理论和溶解热实验数据，估算离子的溶剂化能和反应热效应；根据AAIL的结构特点，提出了AAIL电导的离子交换跃迁模型，并利用该模型说明了W系数是与AAIL的离子电荷和离子对(或离子集团)直径有关的物理量，它能把摩尔体积、电导率和粘度连接起来并可用半经验方法估算AAIL的迁移性质。这些研究成果不仅对AAIL适用，对其它IL也适用，有较大学术意义和实用价值。

本项目首先合成了34种离子液体。在(298.15-338.15±0.01)K温度下，测定了[Cnmim][OAc](n=2-6)，[Cnmim][Pro](n=2-6) ,[Cnmim][Ser] (n=3,4)，[Cnmim][Thr] (n=2-6) [Cnmmim][NTf2] (n = 2,4)，[Cnpy][DCA](n = 2-6)等的密度ρ，表面张力γ和折光率nD，通过计算，得到了S0，UPOT，Vm，Sa，Ea，P，Rm，和αp等热力学性质。 . 其次，提出了离子等张比容新概念。计算得到了吡啶阳离子[Cnpy]+ 和咪唑阳离子[Cnmim]+ (n = 2-6)和[Cnmmim]+(n = 2,4)的离子等张比容值，结合文献数据，计算得到不同的47种阴离子等张比容值，从而建立和扩充离子等张比容数据表并用离子等张比容预测了其他52种离子液体的表面张力值及折光率值。再次，基于3点假设提出了离子液体离子电导跃迁模型，得出 walden系数是离子液体的特征物理量，不是常数，解决了学术领域关于w系数是否为常数的争论。最后，在(298.15-338.15±0.01)K下，测定了离子液体[Cnmim][OAc](n=2-6)，[Cnmim][Ser] (n=3,4)，[Cnmmim][NTf2] (n = 2,4)，[Cnpy][DCA](n = 2-6等)的电导率σ和粘度η，并分别用Arrhenius和VTF方程两种方法来分析ILs电导率/粘度随T的变化规律，并计算了ILs的摩尔电导率，电导活化能和粘流活化能。用Nernst-Einstein方程计算了ILs的扩散系数，还根据Eyring液体粘度理论，计算得到了ILs的粘性流动活化Gibbs自由能ΔG≠。最后，在288.15-308.15K每隔5K，分别测定不同质量摩尔浓度的离子液体[Cnmim][OAc](n=3-6)， [Cnmim][Lact](n=2-5)和[Cnmim][Ala] (n = 2,4)等在水中的摩尔溶解焓。并计算得到ILs的无限稀释标准摩尔溶、相对表观摩尔溶解焓L、[OAc]-，[Lact]-和[Ala]-的离子水化、ILs水溶液标准摩尔热容solCp,mθ和相对表观摩尔热容Cp也被计算得到。