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《郑州大学》 2006年
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离子液体的合成及在酸催化反应中的应用

刘大飞  
【摘要】:室温离子液体是指在室温或近于室温下呈液态的完全由离子构成的物质。离子液体以其良好的导电性、宽的电化学窗口、可以忽略的蒸汽压和特殊的溶解性等优点成为传统有机溶剂的理想替代品并有可能作为潜在的绿色溶剂应用于工业生产。近年来,离子液体引起学术界和工业界的广泛重视,并在催化、合成、分离以及电化学等领域取代传统有机溶剂研究中得到应用。 首先,本文合成出五种性质稳定的咪唑类离子液体:1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([BMIM]BF_4)、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([BMIM]PF_6)、1-丁基-3-甲基咪唑六氟锑酸盐([BMIM]SbF6)、1-丁基-3-甲基咪唑对甲苯磺酸盐([BMIM]ToS)和1-甲基咪唑四氟硼酸盐([HMIM]BF_4)。并利用红外光谱对其结构进行表征。 其次,在离子液体和催化剂组成的反应体系中进行了环己酮肟的Beckmann重排反应研究。实验结果显示:只用离子液体作反应介质不能有效地提高Beckmann重排反应的选择性和收率,但在PCl_5作催化剂时并由离子液体和甲苯两种溶剂组成的两相体系中,能达到高转化率和高选择性。另外,也考察了反应时间、反应温度、催化剂种类、催化剂用量、离子液体种类、离子液体用量等因素对催化反应性能的影响。在以上实验基础上,所得到的最优的反应条件为1.5ml[BMIM]BF_4,5ml甲苯,1.14g PCl_5,10ml1mol/L环己酮肟/甲苯溶液、反应温度80℃、反应时间30分钟。此以上反应条件下,环己酮肟的转化率和己内酰胺的选择性分别为97.74%和87.29%。 另外,也研究了离子液体反应介质中的苯酚和叔丁醇的烷基化反应。首先在相同实验条件下比较了不同催化剂在不同离子液体中的催化效果。实验发现离子液体的加入能促进催化反应效果。通过设计正交实验,考察了反应温度、反应时间、离子液体用量、催化剂用量、原料物料比等因素对催化反应的影响。在优化实验条件下,苯酚的转化率和2,4-二叔丁基苯酚的选择性分别达到92.09%和55.14%。
【学位授予单位】:郑州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:O643.32

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【参考文献】
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