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《华东师范大学》 2008年
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咪唑类离子液体在有机反应中催化性能的研究

邵丽丽  
【摘要】: 离子液体作为一种新型的绿色溶剂,具有不挥发、不可燃、较高的热稳定,较大的电化学窗口等优良性质,已被成功地用于有机合成、催化化学、电化学及材料科学等各个领域。目前大多数离子液体的合成过程比较繁琐,在一定程度上阻碍了其大规模工业化进程。因此探索高效简洁的离子液体合成方法,并开拓新的应用领域成为目前离子液体研究的一项重要内容。本论文主要探讨了Brφnsted酸型和长链咪唑型离子液体的简便合成方法及其在酸催化和相转移催化中的应用,并取得了一些有意义的结果。 首先,合成了一类高纯度Brφnsted酸型离子液体,并开发了其在催化合成青叶噁烷中的应用。由于该酸性离子液体和其他的离子液体一样,具有不挥发和高的稳定性,因而可解决一些化学反应过程可能产生有毒物质或某些污染物问题。同时,该离子液体低廉的价格和简便的制备方法使其具有很大工业应用潜能。 将该离子液体应用于青叶噁烷合成时,替代传统催化剂—硫酸,克服了传统催化剂存在的设备腐蚀严重,产物分离困难,后处理复杂,催化剂无法回收等缺点,而且提高了收率,缩短了反应时间。优化出了最佳反应条件:反应温度120℃,反应时间4h,异丁醛与TMPD摩尔比为2.0:1,离子液体摩尔比为3%。在此条件下,青叶噁烷的收率高达85%以上,而且催化剂可重复循环使用,实验表明催化剂重用5次,活性没有明显影响,因此,是青叶噁烷合成的一条绿色工艺,具有很大的工业化价值。 其次,合成一系列长链咪唑类离子液体,并成功开发了该类离子液体在相转移催化N,N-二烷基苯胺的合成和环己醇的氧化两个领域。 在N,N-二烷基苯胺的合成中,通过对催化剂种类,反应温度,反应时间,催化剂用量等因素的考察,优化了反应条件,得出的最佳反应条件是,50 mL 50%(质量分数)氢氧化钠溶液,苯胺和溴代烷摩尔比为1:2.5,离子液体用量为摩尔比0.95%,温度60℃,常压反应6h,产品收率达到97%以上。传统的相转移催化剂催化此反应时,收率在90%左右,离子液体作相转移催化剂的催化性能明显优于传统的相转移催化剂,同时,反应的时间也大大缩短。 在催化氧化环己醇合成环己酮的研究中发现,在离子液体作相转移催化剂,钨酸钠催化过氧化氢氧化环己醇的活性大大提高。适宜的反应条件为环己醇0.1moL、H_2O_2(30%)25 mL、相转移剂[C_(16)mim]HSO_4为4.0 mmoL、催化剂Na_2WO_4·2H_2O 5.5 mmoL、反应时间50 min、反应温度90℃。在该反应条件下,环己醇的转化率高可达100%,选择性99%以上。以离子液体作相转移催化剂,其催化效果大大优于了传统催化剂催化此类反应的结果。
【学位授予单位】:华东师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:O643.32

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