离子液体具有热稳定性好、溶解能力强、零蒸气压、黏度合适、电导率高、催化性强、较宽的液态稳定范围等优良特性[4],被誉为新世纪的“绿色溶剂”。
离子液体具有热稳定性好、溶解能力强、零蒸气压、黏度合适、电导率高、催化性强、较宽的液态稳定范围等优良特性[4],被誉为新世纪的“绿色溶剂”。并且离子液体具有传统溶剂所没有的很多特殊功能,减轻环境污染和对人体健康的危害,是绿色的替代溶剂。
离子液体的这些特点使得它在很多化工领域显示出巨大的潜力和应用前景,也成为了近年来化学家研究的热点[5]。首先,离子液体较高的稳定性,使得其在和水的100℃沸点相比有着很大的利用空间,对于容易分解、歧化的反应物,在低温下利用离子液体溶解,由于其较宽的液体温度范围,可以进行较大程度的动力学控制,大大提高应用中的安全性和可操作性;其次,离子液体相比一般分子溶剂的分子间作用力要大很多,因此即使在较高的温度下,也不易挥发,蒸气压几乎为零,可以用做高真空体系,也不会产生对大气造成污染的气体;再次,很多离子液体具有很强的催化活性,在有机合成反应中,它有时既可作溶剂又可作为催化剂,有可能使原先不能进行的化学反应能够进行,或者能使催化剂的活性及选择性提高。鉴于离子液体的可设计性,将其应用到有机合成反应中,不仅使催化剂与反应体系易分离,而且实现均相催化,离子液体显示出较好的应用前景[6]。
1.2离子液体潜在的环境效应
随着离子液体的应用不断扩大,发现有些离子液体并非真正意义上的绿色产品,而是具有潜在的毒性效应。同有机溶剂相比,离子液体具有热稳定性好、操作安全、没有明显的蒸汽压等优点,但是离子液体的合成、生产、纯化以及回收等过程都要使用大量的挥发性有机溶剂,这些过程都势必会造成环境污染,不利于生态环境。离子液体作为溶剂或催化剂最终可能有一部分要流失到环境中。而且大量关于离子液体在水体中的生物毒性检验表明,不是所有的的离子液体都是无毒无害的,没有生物性影响的,有一些离子液体本身就对生物体有影响,有一些离子液体一旦流入水体,其毒性可能会比传统溶剂强很多倍,甚至具有致命毒性。
虽然有些离子液体在环境中可以生物降解,比如Gathergood等人研究发现与常见的二烷基咪唑离子液体如[BMIM]BF4和[BMIM]PF4 相比,烷基侧链带有易于酶法水解官能团的离子液体有很高的生物降解性[7]。但有的离子液体很难生物降解,比如侧链上含有酰胺类官能团的离子液体几乎是不生物降解的。因此,离子液体对环境造成的污染程度以及在生物体内的累积程度和对生物体的毒性等问题引起了学者们的广泛关注。
学者们有很多关于离子液体对植物的毒性效应的研究。Jastorll[8]等用水生浮游生物藻和陆生草本植物为实验对象,研究咪唑类ILs的毒性效应。实验表明,咪唑类ILs对两种植物的生长都有一定的抑制作用,并且毒性会随烷基取代链长度的增加而增大。同样,也有很多关于ILs对高等动物的毒性研究。Pretti[9] 等研究关于ILs对鱼类的急性毒性作用。研究表明,用咪唑、吡啶、吡咯类ILs对斑马鱼进行96h毒性作用,其LC50均远远大于有机溶剂,并且与未经ILs作用的斑马鱼比较来看,即使斑马鱼经过较低浓度的离子液体染毒作用,也会产生活动减少、丧失平衡、静止不动等反应。
目前,对离子液体的毒性研究相对较少,而且不同离子液体的毒性也不一致,有的离子液体具有强毒性,有的则基本没有毒性,因此对离子液体的毒性了解较少。所以,离子液体是否比普通有机溶剂更友好还有待进一步的研究。
1.3抗生素的简述
抗生素是一类生物在代谢过程中产生的具有杀灭或抑制其他生物作用的化学物质,有天然和人工合成两种抗生素,前者是由微生物产生的,后者则是对天然抗生素进行结构改造获得的合成产品。抗生素有多种种类,其中四环素类抗生素是使用最为广泛的种类之一,它包括四环素、土霉素、金霉素及强力霉素等。