随着不可再生资源（如石油、天然气、煤矿和 金属矿藏等）的急剧消耗，天然高分子的开发与利 用日益引起世人的关注。瓜尔胶（GG)是一种环 境友好的天然高分子植物胶，从豆科植物瓜尔豆中提取得到离子液体，是除纤维素之外用量最大的天然高分子。其主要成分是半乳甘露聚糖，以（1-4)-3-D- 甘露聚糖（Mannan)为主链、单个的a-D-吡喃半乳 糖（Galactose)为侧链，并以（1-5)键与主链相连组 成。M瓜尔胶被作为增稠剂、稳定剂和粘合剂等 广泛用于化妆品、石油钻采、食品、医药、纺织印 染、采矿选矿、陶瓷、建筑涂料和造纸等行业。3但 是由于瓜尔胶原粉具有溶解较慢、水不溶物含量 高和粘度不容易控制等缺点，人们常常利用化学 手段改变其理化特性以满足实际工业生产的需 要。[4传统的化学改性方法在化学反应和分离过 程中由于使用大量易挥发且有毒的有机溶剂会对环境造成污染，0所以，寻找一种能够替代传统有 机溶剂的绿色溶剂就显得尤为重要。

　　

　　离子液体（IL)是一种绿色环保的新型溶剂， _般是指在室温或室温附近呈液态的由离子构成 的物质。离子液体具有以下特点：较宽的液体稳 定范围，较强的溶解能力，较低的蒸气压，具有_ 定的粘度，较强的催化活性。6由于其优越的性 能，离子液体已经广泛应用于有机合成，萃取分 离，电化学，纳米材料制备，清洁燃料生产，环境科 学，催化科学等各个领域。离子液体作为溶剂 具有非常明显的优点：不挥发，性质稳定，易于回 收，强极性，对许多无机盐、有机物和高分子材料 有良好的溶解性，并能获得较高的浓度。这些特 点表明离子液体完全可能作为有机溶剂的替代 品。

　　

　　本文合成了氯化1-烯丙基-2-丙烯基-4,5-二 氧化味哩（AihimCl)、氣化1-丁基-2—丙燦基~4,5-二 氢化咪唑（8出如0)、氯化1-己基-2-丙烯基-4,5-二 氢化咪唑（HihimCl)和氯化1-辛基-2-丙烯基-4,5- 二氢化咪唑（OihimCl)四种离子液体，并用傅立叶 转换红外光谱，核磁共振氢谱和碳谱表征了其结 构，研究了这四种离子液体对瓜尔胶的溶解性，并 用偏光显微镜观察了其溶解过程。

　　

　　1实验部分1. 1实验仪器与试剂Bruker tensor 27 傅立叶变换红外光谱仪（瑞 士 Bruker 公司）；Bruker M 600MHZ 核磁共振仪 (瑞士 Bruker公司）；JNOEC XP-201型偏光显微 镜（上海精密仪器仪表有限公司）。

　　

　　乙醇、巴豆酸、乙二胺、乙醚、乙酸乙酯、五氧 化二磷购于成都市科龙化学试剂厂，氯丙烯、氯丁 烷、氯己烷、氯辛烷购于上海晶纯试剂有限公司， 均为市售分析纯。

　　

　　1.2瓜尔胶的预处理瓜尔胶在85°C下用乙醇抽提72h后在40°C下 真空干燥48hr。

　　

　　1.3离子液体的制备1.3.12-丙烯基-4, 5-二氢化咪唑的制备将0.7mol巴豆酸缓慢加入1. 4mol乙二月安中，118°C 下搅拌10h,然后升温至138°C,通过分水器除去 副产物（主要是水），再升温至168C恒温6h,除去 副产物水和过量的乙二胺，然后升温至245C恒温 8小时，除去副产物水和未反应的乙二胺以及巴豆 酸，得到2-丙烯基-4,5-二氢化咪唑。

　　

　　1.3.2 AihimCl的制备在2-丙烯基-4,5-二氢化 咪唑中加入等当量的氯丙烯，55°C反应10h,产物 用无水乙醚洗涤5次后，在五氧化二磷的存在下 真空干燥。

　　

　　1.3. 3 BihimCl, HihimCl, OihimCl 的 制 备 用 2- 丙烯基-4,5-二氢化咪唑分别与氯丁烷，氯己烷，氯 辛烷按照摩尔比1: 1在80°C下反应48h,产物用无 水乙醚洗涤5次后，在五氧化二磷的存在下真空 干燥。

　　

　　1.4离子液体的表征1.4.1离子液体的红外表征用压片法制备溴 化钾薄片，然后将4种离子液体分别涂在溴化钾 薄片上，采用 Bruker tensor 27 傅立叶变换红外光 谱仪进行测定。

　　

　　1.4.2离子液体的核磁表征以氘代DMSO为 溶剂用Bruker m 600MHZ核磁共振仪对4种离子 液体进行1H NMR和13C NMR测试。

　　

　　1. 5瓜尔胶在离子液体中的溶解在装有搅拌子的玻璃瓶中加入离子液体和 0. 5wt%的瓜尔胶，在100°C下加热搅拌，待瓜尔胶 溶解后再次加入0. 5wt%瓜尔胶，直至瓜尔胶不再 溶解为止，并用偏光显微镜观察溶解状态。

　　

　　分别用4种离子液体配置1wt%的瓜尔胶溶 液，在100C下加热搅拌1min,2h,6h,分别在偏光 显微镜下观察溶解情况，比较不同离子液体对瓜 尔胶的溶解速率。

　　

　　2结果与讨论2.1离子液体的红外分析图1 四种离子液体的红外谱图（O~Oihima,H-HihimCl， A-AihimCl，B-BihimCl)

　　

　　Fig. 1 FTIR spectrum of ILs( O-OihimCl,H-HihimCl， A-AihimCl，B-BihimCl)

　　

　　OihimCl, HihimCl, AihimCl, BihimCl 四种离子 液体的红外谱图如图1所示，3259 cm_1处为N~H 键的伸缩振动吸收峰，1609 cm_1, 1546 cm_1和 1440 cm—1处为氢化咪唑环的伸缩振动带，1661 cm—1处为碳碳双键的伸缩振动吸收峰，3068 cm—1 处为碳碳双键的C~H的伸缩振动吸收峰，离子液 体容易吸水，因此在3435 cm—1处有O~H键的伸缩 振动吸收峰出现。另外，在2968 cm—1，932 cm—1 和2873 cm—1四种离子液体有不同程度的C—H键 的伸缩振动吸收峰。

　　

　　2.2离子液体的核磁分析图2 四种离子液体的1H NMR谱图 Fig. 21 H NMR spectrum of ILsOihimCl, HihimCl, AihimCl, BihimCl四种离子液体该产物的结构与我们的目标结构相符；BihimCl中的核磁共振氢谱如图2所示，化学位移S为8. 16、 N取代的丁基氢的核磁共振峰化学位移S为3. 82、3.78、3.42、3.30和1.80ppm的核磁共振峰3. 05、。 26、。 29和0. 90ppm,表明该产物的结构为丙烯基氢化咪唑上的氢;OihimCl中N取代的辛与我们的目标结构相符;AihimCl中N取代的烯丙基氢的核磁共振峰化学位移8为3. 06、。 24、。 25 和0. 85ppm,表明该产物的结构与我们的目标结 构相符;HihimCl中N取代的己基氢的核磁共振峰 化学位移8为3.05、。 24、1.27和0. 87ppm,表明 基氢的核磁共振峰化学位移为5. 73、5. 28、。 04 和2. 24ppm,表明该产物的结构与我们的目标结 构相符。

　　

　　图3 四种离子液体的13C NMR谱图 Fig. 313 C NMR spectrum of ILsOihimCl, HihimCl, AihimCl, BihimCl 四种离子 液体的核磁共振碳谱如图3所示，化学位移S为 169. 7、8. 9、44. 5、42. 6、38. 8 和 23. lppm 的核磁 共振峰为丙烯基氢化咪唑上的碳，；OihimCl中N 取代的辛基碳的化学位移S在46.5、31.6、29.0、 27. 1、6. 3、3. 1、2. 5 和 14. 4ppm,表明该产物的 结构与我们的目标结构相符;HihimCl中N取代的 己基碳的化学位移8在46.5、31.3、27.0、26.0、 22. 4和14. 3ppm,表明该产物的结构与我们的目 标结构相符;BihimCl中N取代的丁基碳的化学位 移8在46. 5、29. 1、19. 6和14. 0ppm,表明该产物 的结构与我们的目标结构相符;AihimCl中N取代 的烯丙基碳的化学位移8在131. 6、119. 2和 61. 2ppm,表明该产物的结构与我们的目标结构相 符。

　　

　　2. 3瓜尔胶在离子液体中的溶解度瓜尔胶在四种离子液体中的溶解度如表1所示。

　　

　　表1 GG在离子液体中的溶解度Table. 1 the solubility of guar gum in ILs离子液体 AihimClBihimClHihimClOihimClGG的溶解度（％) 3.55.54. 03. 0由表1可知，瓜尔胶在AihimCl中溶解度为 3. 5%,而在BihimCl中溶解度可达5. 5%,随着取 代基碳链的增长，阳离子的极性降低，瓜尔胶的溶 解度降低，在OihimCl中溶解度为3. 0% , BihimCl 具有比AihimCl, HihimCl和OihimCl更高的对瓜尔 胶的溶解能力。

　　

　　2.4瓜尔胶在离子液体中的溶解速率比较(1) lmin(2) 2h(3) 6h图4瓜尔胶在AihimCl中溶解的偏光显微镜照片（100倍） Fig. 4 Polarized optical images of GG dissolved in AihimCl ( x100)

　　

　　图4是在100°C,不同的加热时间下，瓜尔胶后明显有大量的瓜尔胶未能溶解，2h后，依然有部(1) lmin(2) 2h(3) 6h图5瓜尔胶在BihimCl中溶解的偏光显微镜照片（100倍） Fig. 5 Polarized optical images of GG dissolved in BihimCl( x100)

　　

　　在AihimCl中溶解的偏光显微镜照片，加热1min分瓜尔胶未能溶解，6h后完全溶解。

　　

　　图5是在100°C,不同的加热时间下，瓜尔胶后明显有大量的瓜尔胶未能溶解，2h后，只有少量(1) lmin(2) 2h(3) 6h图6瓜尔胶在HihimCl中溶解的偏光显微镜照片（100倍） Fig. 6 Polarized optical images of GG dissolved in HihimCl( x100)

　　

　　在BihimCl中溶解的偏光显微镜照片，加热1min瓜尔胶未能溶解，6h后完全溶解。

　　

　　图6是在100C不同的加热时间下，瓜尔胶在HihimCl中溶解的偏光显微镜照片，加热1min后明显有大量的瓜尔胶未能溶解，2h后，依然有部分瓜尔胶未能溶解，6h后完全溶解。

　　

　　(1) lmin(2) 2h(3) 6h图7瓜尔胶在OihimCl中溶解的偏光显微镜照片（100倍）

　　

　　Fig. 7 Polarized optical images of GG dissolved in OihimCl( x100)

　　

　　图7是在100°C,不同的加热时间下，瓜尔胶 在OihimCl中溶解的偏光显微镜照片，加热1min 后明显有大量的瓜尔胶未能溶解，h后，只有少量 瓜尔胶未能溶解，h后完全溶解。

　　

　　通过比较瓜尔胶在四种离子液体中100C加 热2小时的偏光显微镜照片可以看出BihimCl和 OihimCl中只有少量的瓜尔胶未能溶解，AihimCl 和HihimCl中却有较多的瓜尔胶未能溶解。因此， 瓜尔胶在BihimCl和OihimCl中的溶解速度比在 AihimCl 和 HihimCl 中快。