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Light-Triggered Switchable Ionic Liquid Aqueous Two-Phase Systems
ACS Sustainable Chemistry & Engineering ( IF 7.1 ) Pub Date : 2020-09-18 , DOI: 10.1021/acssuschemeng.0c05703 Zhiyong Li 1 , Ying Feng 1 , Xiaomin Liu 2 , Huiyong Wang 1 , Yuanchao Pei 1 , H. Q. Nimal Gunaratne 3 , Jianji Wang 1
ACS Sustainable Chemistry & Engineering ( IF 7.1 ) Pub Date : 2020-09-18 , DOI: 10.1021/acssuschemeng.0c05703 Zhiyong Li 1 , Ying Feng 1 , Xiaomin Liu 2 , Huiyong Wang 1 , Yuanchao Pei 1 , H. Q. Nimal Gunaratne 3 , Jianji Wang 1
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Aqueous two-phase systems (ATPSs) consist of two immiscible aqueous phases where the mole fraction of water in both upper and bottom phases is higher than 0.8. ATPS has been widely used in many different fields since its discovery in 1896. However, easy control of phase transition is highly desired in many cases, which is still a challenge. Herein, we report the first work for the reversible switching of transition between two-phase ATPSs and a single-phase solution by light irradiation. It was found that azobenzene-based ionic liquids and inorganic salts in water systems could be reversibly switched between the two-phase ATPS and a homogeneous solution at ambient conditions by alternative UV and visible light irradiation. Mechanism studies reveal that cationic isomerization of the azobenzene-based ionic liquids and size change of their micelles by UV and visible light irradiation is the main driving force for such reversible phase transition of ATPSs. This unique phase behavior has bridged the gap between ATPSs and chemical reactions, which is useful to create new chemistry in ATPSs. As an example of applications, highly efficient and selective aza-Michael reactions were performed in this novel kind of switchable ATPSs, which were well integrated with heterogeneous product separation, and the phase components could be easily reused. This work opens a new way to conduct reactions efficiently with an easy separation process.
中文翻译：
轻触发可切换离子液体水两相系统
两相水体系（ATPSs）由两个不混溶的水相组成，其中上层和下层中水的摩尔分数均高于0.8。自1896年发现ATPS以来，它已广泛用于许多不同领域。然而，在许多情况下，人们非常希望对相变进行简单控制，这仍然是一个挑战。在此，我们报道了通过光照射可逆切换两相ATPS和单相溶液之间的转变的第一项工作。发现在水体系中的偶氮苯基离子液体和无机盐可以在环境条件下通过交替的紫外线和可见光照射可逆地在两相ATPS和均匀溶液之间切换。机理研究表明，基于偶氮苯的离子液体的阳离子异构化以及通过紫外线和可见光辐射的胶束尺寸变化是ATPS这种可逆相变的主要驱动力。这种独特的相行为弥合了ATPS和化学反应之间的鸿沟，这对于在ATPS中创建新的化学反应很有用。作为一个应用实例，在这种新型可切换ATPS中进行了高效且选择性的氮杂-迈克尔反应，该反应与异质产物分离很好地集成在一起，并且相组分可以轻松地重复使用。这项工作为通过简单的分离过程高效进行反应提供了一种新途径。这种独特的相行为弥合了ATPS和化学反应之间的鸿沟，这对于在ATPS中创建新化学非常有用。作为一个应用实例，在这种新型可切换ATPS中进行了高效且选择性的氮杂-迈克尔反应，该反应与异质产物分离很好地集成在一起，并且相组分可以轻松地重复使用。这项工作为通过简单的分离过程高效进行反应提供了一种新途径。这种独特的相行为弥合了ATPS和化学反应之间的鸿沟，这对于在ATPS中创建新的化学反应很有用。作为一个应用实例，在这种新型可切换ATPS中进行了高效且选择性的氮杂-迈克尔反应，该反应与异质产物分离很好地集成在一起，并且相组分可以轻松地重复使用。这项工作为通过简单的分离过程高效进行反应提供了一种新途径。
更新日期：2020-10-12
中文翻译：
轻触发可切换离子液体水两相系统
两相水体系（ATPSs）由两个不混溶的水相组成，其中上层和下层中水的摩尔分数均高于0.8。自1896年发现ATPS以来，它已广泛用于许多不同领域。然而，在许多情况下，人们非常希望对相变进行简单控制，这仍然是一个挑战。在此，我们报道了通过光照射可逆切换两相ATPS和单相溶液之间的转变的第一项工作。发现在水体系中的偶氮苯基离子液体和无机盐可以在环境条件下通过交替的紫外线和可见光照射可逆地在两相ATPS和均匀溶液之间切换。机理研究表明，基于偶氮苯的离子液体的阳离子异构化以及通过紫外线和可见光辐射的胶束尺寸变化是ATPS这种可逆相变的主要驱动力。这种独特的相行为弥合了ATPS和化学反应之间的鸿沟，这对于在ATPS中创建新的化学反应很有用。作为一个应用实例，在这种新型可切换ATPS中进行了高效且选择性的氮杂-迈克尔反应，该反应与异质产物分离很好地集成在一起，并且相组分可以轻松地重复使用。这项工作为通过简单的分离过程高效进行反应提供了一种新途径。这种独特的相行为弥合了ATPS和化学反应之间的鸿沟，这对于在ATPS中创建新化学非常有用。作为一个应用实例，在这种新型可切换ATPS中进行了高效且选择性的氮杂-迈克尔反应，该反应与异质产物分离很好地集成在一起，并且相组分可以轻松地重复使用。这项工作为通过简单的分离过程高效进行反应提供了一种新途径。这种独特的相行为弥合了ATPS和化学反应之间的鸿沟，这对于在ATPS中创建新的化学反应很有用。作为一个应用实例，在这种新型可切换ATPS中进行了高效且选择性的氮杂-迈克尔反应，该反应与异质产物分离很好地集成在一起，并且相组分可以轻松地重复使用。这项工作为通过简单的分离过程高效进行反应提供了一种新途径。
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