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碱性离子液体的合成及其在有机反应中的应用

付召龙  
【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、较高的热稳定性,较大的电化学窗口等优良的性质,已被成功地应用于有机合成、催化化学、电化学及材料科学等各个领域。目前对某个特定的功能化离子液体并不是对所有的反应都有良好的催化性能,在一定程度上阻碍了其应用。因此,探索高效简洁新颖具有特定功能的离子液体,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。本论文主要探讨了碱性离子液体的简便合成方法及其催化性能的应用,并取得了一些有意义的结果。 研究了离子液体1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二乙酯盐([EMim]+[(EtO)2(PO)O]–)催化一系列醛和活性亚甲基类化合物的Knoevenagel反应,比较了该离子液体在有机溶剂存在及无溶剂条件下的催化性能。结果表明,该离子液体在乙醇存在下加入20%的离子液体来催化此反应,即可完成,产率达73.2%-97%,生成相应的取代烯烃化合物。在无溶剂下采取碾磨的方法进行反应,10%的离子液体催化下,1 - 10 min即可使产率达90%以上,所得产物均为E式构型。而且在无溶剂的条件下,不仅可以催化芳香醛的反应,亦可催化脂肪醛的反应。所用的离子液体可重复使用,第5次使用时产率仍能达到85.9%。 设计合成了1-胺乙基-3-甲基咪唑阳离子与以咪唑阴离子搭配的新型双碱性功能化离子液体[NH2Emim]IM,通过1H NMR和ESIMS确定了结构,并对其物理性质进行了研究。将此离子液体用于催化Knoevenagel反应,反应在室温下数分钟内就可完成且产率高;其次将[NH2Emim]IM用于催化芳香醛、盐酸羟氨及乙酰乙酸乙酯(或者苯甲酰乙酸乙酯)一锅法合成异噁唑类化合物,从反应时间、产率、重复使用性等方面进行了探讨;又将[NH2Emim]IM用于催化芳香醛、丙二腈、萘酚(或者间苯二酚、5,5-二甲基-1,3-环己二酮)一锅法合成吡喃类化合物的反应,结果表明短时间内就达到80%-94%的产率,此离子液体相比其它的常规催化剂具有催化效果好,普适性广,能循环使用等优点。


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