離子液體與5-羥甲基糠醛及其衍生物相互作用的紅外和核磁光譜研究.pdf

1、源于生物質(zhì)的5-羥甲基糠醛(5-HMF)已被視為一種重要的綠色平臺化合物，被廣泛應(yīng)用于精細(xì)化學(xué)品和生物燃料的制造。離子液體(ILs)作為反應(yīng)介質(zhì)或催化劑在生物質(zhì)轉(zhuǎn)化制備5-HMF的過程中表現(xiàn)出了優(yōu)異的性能。然而，從ILs中分離出5-HMF是非常困難的，這使ILs在制備5-HMF的應(yīng)用中陷入了技術(shù)瓶頸。為了解決這一問題，從分子水平上認(rèn)識ILs與5-HMF間的相互作用是至關(guān)重要的。基于此，本文作為國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(NO.21573060

2、)的一部分，較系統(tǒng)地研究了離子液體陰離子的類型、陽離子的結(jié)構(gòu)對離子液體與5-HMF及其衍生物之間氫鍵相互作用的的影響，分析了氫鍵相互作用的位點(diǎn)和作用方式，主要研究內(nèi)容如下:
　　1.在293K下，利用FTIR和1H NMR技術(shù)研究了[Bmim][CH3COO]、[Bmim][CF3COO]、[Bmim][C2H5COO]、[Bmim][HSO4]、[Bmim][NO3]、[Bmim][CH3OSO3]、[Bmim][OTf]、[B

3、mim][N(CN)2]、[Bmim][BF4]等9種離子液體與5-HMF的氫鍵相互作用，分析了離子液體陰離子的類型對離子液體與5-HMF氫鍵相互作用的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，離子液體陰離子與5-HMF形成氫鍵能力的大小順序?yàn)?[CH3COO]-，[C2H5COO]-＞[HSO4]-＞[CF3COO]-＞[NO3]-＞[N(CN)2]-＞[CH3OSO3]-＞[OTf]-＞[BF4]-。
　　2.在293K下，以[BuPy][NO3]

4、、[Py14][NO3]、[PP14][NO3]、[(Bu)3NH][NO3]等4種離子液體為研究對象，利用FTIR和1H NMR技術(shù)研究了5-HMF與這些離子液體的氫鍵相互作用，分析了離子液體陽離子的結(jié)構(gòu)對離子液體與5-HMF氫鍵相互作用的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，陽離子與5-HMF氫鍵作用的強(qiáng)弱順序?yàn)?[Py14]+＜[PP14]+＜[BuPy]+＜[Bmim]+＜[(Bu)3NH]+。
　　3.在293K下，采用FTIR和1H N

5、MR技術(shù)研究了上述9種咪唑類離子液體與2，5-二甲基呋喃(2，5-DMF)、5-甲基糠醛(5-MF)和2，5-呋喃二甲醇（2，5-DHMF）的相互作用和4種不同陽離子結(jié)構(gòu)的離子液體與5-MF的相互作用，分析了離子液體陰離子的類型和陽離子的結(jié)構(gòu)對離子液體與5-HMF衍生物相互作用的影響。研究發(fā)現(xiàn)，離子液體與2，5-DMF無明顯的相互作用。而對于IL/5-MF體系來說，其主要相互作用歸結(jié)為離子液體咪唑環(huán)上的C2-H鍵和C4，5-H鍵的H原子