本文采用量子化学密度泛函方法(DFT)首先对N-烷基吡啶阳离子、常见阴离子以及由这些离子组合成的离子液体进行了全优化计算，然后采用量子化学半经验方法(AM1)计算研究氯铝酸烷基吡啶离子液体催化C4烃烷基化的反应机理，并进行了氯铝酸十六烷基吡啶离子液体催化C4烃烷基化反应的实验研究，从实验上对反应机理进行了验证。 计算得到的Cl-与[N-RPy]+在不同方位结合的分子结构及相应的结合能表明Cl-可与吡啶环的C-H形成氢键，结合能包括氢键作用能和阴阳离子的静电作用能，后者为主要贡献，且烷基支链越大，氢键作用越弱。 模拟计算的[RPy]Cl、[RPy]+[AlCl4]-和[RPy]+[Al2Cl7]-三类离子液体的红外光谱数据及振动频率分析结果表明，与实验值基本一致，进一步证明了预测结构的正确性。 采用AM1方法计算研究了[BuPy]+[AlCl4]-和[BuPy]+[Al2Cl7-]离子液体催化异丁烷/异丁烯生成C8+的反应机理，发现烷基化反应在[BuPy]+[AlCl4]-中难以发生，而在[BuPy]+[Al2Cl7]-离子液体中可以生成C8+，表明氯铝酸离子液体催化烷基化反应的活性中心来源于Al2Cl7-。 用实验合成的不同摩尔比的氯代十六烷基吡啶/AlCl3离子液体催化C4烃烷基化反应的实验研究结果表明，AlCl3与氯代十六烷基吡啶以2：1合成的离子液体生成C8的转化率最高，验证了氯铝酸离子液体催化烷基化反应的活性中心来源于Al2Cl7-。