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1.3.1 离子液体的定义及发展
离子液体是完全由特定阳离子和阴离子组成的在低温下呈液态的盐，在室温附近很大的范围内均为液态，又称低温熔融盐或有机离子液体。而传统的熔融盐具有高熔点、高黏度和高的腐蚀性。由于离子液体的这些特殊性能和表现，作为一种新型绿色溶剂代替传统的有机溶剂在化学萃取、有机反应及催化反应中具有更大的优势[18]。
离子液体的历史可以追溯到1914年，当时Walden报道了(EtNH3)+ HNO3的合成(熔点12℃) 。这种物质由浓硝酸和乙胺反应制得，但是，由于其在空气中很不稳定而极易发生爆炸，它的发现在当时并没有引起人们的兴趣，这是最早的离子液体。一般而言，离子化合物熔解成液体需要很高的温度才能克服离子键的束缚，这时的状态叫做“熔盐”。离子化合物中的离子键随着阳离子半径增大而变弱，熔点也随之下降。对于绝大多数的物质而言混合物的熔点低于纯物质的熔点。例如NaCl的熔点为803℃，而50 %LiCl-50 %AlCl3(摩尔分数)组成的混合体系的熔点只有144℃。如果再通过进一步增大阳离子或阴离子的体积和结构的不对称性，削弱阴阳离子间的作用力，就可以得到室温条件下的液体离子化合物。根据这样的原理，1951年F.H.Hurley和T.P. Wiler首次合成了在环境温度下是液体状态的离子液体。他们选择的阳离子是N-乙基吡啶，合成出的离子液体是溴化正乙基吡啶和氯化铝的混合物(氯化铝和溴化乙基吡啶摩尔比为1:2) 。但这种离子液体的液体温度范围还是相对比较狭窄的，而且，氯化铝离子液体遇水会放出氯化氢，对皮肤有刺激作用。直到1976年，美国Colorado州立大学的Robert利用AlCl3/[N-EtPy]Cl作电解液，进行有机电化学研究时，发现这种室温离子液体是很好的电解液，能和有机物混溶，不含质子，电化学窗口较宽。1992年Wilkes以1-甲基-3-乙基咪唑为阳离子合成出氯化1-甲基-3-乙基咪唑，在摩尔分数为50%的AlCl3存在下，其熔点达到了8℃。在这以后，离子液体的应用研究才真正得到广泛的开展。
离子液体是在室温或100°C以下呈液态，由正离子与负离子构成的液态离子化合物，具有不挥发，不易燃，可循环性及较高的热稳定性等优点，现已广泛应用于催化、分离、电化学、有机合成、高分子及纳米材料等领域。离子液体也是近年来在绿色化学的框架下发展起来的全新的介质与软功能材料，由于它所具有不挥发、不可燃、液态范围宽、热稳定性好、溶解性好、物化性质可调等的优点，已被作为催化剂/反应介质成功地应用于有机合成、电化学、分离提取及材料科学等领域。研究开发新型离子液体并扩展其应用范围，具有重要意义。另外，随着离子液体化学理论研究及应用技术的飞速发展，需要越来越多新型的、具有特殊功能的离子液体材料来满足不同的需求并丰富离子液体化学的基础理论。因此，针对特定类型反应设计和合成新型功能化离子液体，系统研究其理化性能是当前离子液体化学研究的重要任务之一。
1.3.2 离子液体的性质
与传统溶剂相比较, 离子液体有很多优点:
1) 没有显著的蒸气压。在一般的分子溶剂中, 分子间的作用力主要是分子间的范德华引力和/或氢键作用，而离子液体中，正负离子之间有较强的库仑引力， 因此，离子液体一般难以挥发，即使在较高的温度和真空度下，也能保持稳定的液态， 这样， 一方面它不会成为蒸气扩散到大气中去，从而造成环境污染，因此被人们认为它是一种“绿色溶剂”( green solvents) ；另一方面，它可以有很宽的液态范围( 有的可达约300℃)。 因此，采用液体离子作为反应溶剂，人们可以在更大的温度范围内研究和控制反应。