新型雜多酸功能化類離子液體的設(shè)計(jì)、合成及催化性能研究.pdf

1、參照功能化離子液體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及合成方法，以N-甲基咪唑和有機(jī)胺作為有機(jī)陽離子骨架，在骨架上引入Br(o)nsted酸性功能化基團(tuán)磺酸基（PS），不同程度地取代keggin雜多酸（H3PW12O40）中的質(zhì)子，以獲得由酸性基團(tuán)和反荷質(zhì)子共同帶來的Br(o)nsted酸性；再將具有Lewis酸性的各種金屬離子（Al3+、Ce3+、Sm3+、Cs+、Ni2+、Zn2+、Zr4+、Sn2+等）以不同的比例摻雜到陽離子中，在陽離子中引入Lewis

2、酸中心，設(shè)計(jì)合成出一系列新型的具有Br(o)nsted-Lewis雙酸性的雜多酸功能化類離子液體有機(jī)-無機(jī)雜化催化材料。運(yùn)用紅外光譜（FT-IR）、核磁共振氫譜（1H-NMR）、ICP-AES等技術(shù)手段對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)和組成的分析；采用熱重（TG）對(duì)催化劑的熱穩(wěn)定性進(jìn)行表征；通過測(cè)定不同溫度下在各種典型極性和非極性溶劑中的溶解性能考察了催化劑對(duì)水和溶劑的溶解性和穩(wěn)定性；采用吡啶-紅外法（Py-IR）與正丁胺電位滴定法測(cè)定所合成雜多酸功能化類

3、離子液體有機(jī)-無機(jī)雜化催化材料的酸型、酸強(qiáng)度，并研究所合成的雜化材料的結(jié)構(gòu)與這些性質(zhì)之間的內(nèi)在規(guī)律。
　　將上述所合成的雜多酸功能化類離子液體應(yīng)用于催化苯環(huán)化合物的酯化反應(yīng)、Friedel-Crafts芐基化反應(yīng)以及Friedel-Crafts?；磻?yīng)等三個(gè)副產(chǎn)物為水的清潔精細(xì)有機(jī)合成模型反應(yīng)中，篩選綠色高效的催化劑，并進(jìn)一步探究最佳反應(yīng)工藝。其中，在乙酸與苯甲醇的酯化反應(yīng)和甲苯與苯甲醇的Friedel-Crafts芐基化反應(yīng)中

4、，Sm0.66[MIMPS]PW12O40為催化性能最佳的催化劑；在苯甲醚與苯甲酸的Friedel-Crafts?；磻?yīng)中，Ce0.33[TEAPS]HPW12O40為催化性能最好的催化劑?？梢钥闯?，在所選取的模型反應(yīng)中，Lewis酸性比重高的催化劑可提高酯化反應(yīng)和Friedel-Crafts芐基化反應(yīng)的反應(yīng)效果，Br(o)nsted酸性強(qiáng)的催化劑對(duì)Friedel-Crafts?；磻?yīng)有著更好的催化效果。
　　在乙酸和苯甲醇的

5、酯化反應(yīng)中，乙酸和苯甲醇的物質(zhì)的量比為1.2:1（苯甲醇為0.03mol），催化劑Sm0.66[MIMPS]PW12O40用量0.02mmol，回流溫度下反應(yīng)3 h時(shí)，苯甲醇轉(zhuǎn)化率達(dá)96.3％，乙酸苯甲酯選擇性為95.8%。重復(fù)使用3次后，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率明顯下降，主產(chǎn)物乙酸苯甲酯一直保持較高的選擇性。在甲苯和苯甲醇的Friedel-Crafts芐基化反應(yīng)中，最佳反應(yīng)條件下，Sm0.66[MIMPS]PW12O40循環(huán)使用3次之后催化效果有

6、所下降。將合成的雜多酸功能化類離子液體應(yīng)用于催化苯甲醚與苯甲酸的Friedel-Crafts酰基化反應(yīng)，在最佳反應(yīng)條件下，苯甲酸的轉(zhuǎn)化率和4-甲氧基二苯甲酮的選擇性可分別達(dá)到67.0%和84.3%。Ce0.33[TEAPS]HPW12O40的催化效果隨著重復(fù)使用次數(shù)的增加而緩慢地下降，但重復(fù)使用到第4次時(shí)，苯甲酸的轉(zhuǎn)化率和4-甲氧基二苯甲酮的選擇性仍可達(dá)到45.8%和79.0%。
　　實(shí)驗(yàn)表明，設(shè)計(jì)并合成的雜多酸功能化類離子液體在