功能性離子液體的合成表征及其催化性能的研究.pdf

1、離子液體又稱室溫熔融鹽，室溫離子液體(RTILs)，室溫有機(jī)鹽等，它是由有機(jī)陽離子和無機(jī)或有機(jī)陰離子構(gòu)成的熔點(diǎn)在100℃或150℃以下的鹽類。離子液體以其良好的導(dǎo)電性、寬的電化學(xué)窗口、可以忽略的蒸汽壓、酸性可調(diào)及良好的溶解度等特點(diǎn)已經(jīng)或正在被應(yīng)用于很多領(lǐng)域中，如:有機(jī)合成、催化、電化學(xué)、分離等。
　　近幾年來，作為一類環(huán)境友好的化合物，離子液體的研究備受關(guān)注。
　　目前，咪唑類離子液體以其各方面的優(yōu)勢(shì)已逐漸成為離子液體研究的

2、主流，但其在應(yīng)用方面的研究范圍還主要局限于1，3-二烷基咪唑類離子液體。我們?cè)谟么祟愲x子液體做催化反應(yīng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)此類離子液體長(zhǎng)期在高溫下，咪唑環(huán)1位上的基團(tuán)很容易向2位發(fā)生熱遷移，造成催化性能很不穩(wěn)定。鑒于此，本文以2-甲基咪唑?yàn)橹饕?，首先分別合成出:1-乙基-2-甲基咪唑、1-丁基-2甲基咪唑、1-芐基-2-甲基咪唑;將上述化合物與硫酸二甲酯反應(yīng)分別得到水溶性離子液體:1-乙基-2，3-二甲基咪唑甲基硫酸鹽、1-丁基-2，3-二甲基

3、咪唑甲基硫酸鹽、1-芐基-2，3-二甲基咪唑甲基硫酸鹽;另外還將所得1-烷基-2-甲基咪唑分別與溴乙烷、正溴丁烷、芐基溴反應(yīng)合成出溴鹽離子液體:1-丁基-2-甲基-3-乙基咪唑溴鹽、1-芐基-2-甲基-3-乙基咪唑溴鹽、1-芐基-2-甲基-3-丁基咪唑溴鹽;將它們分別與六氟磷酸鉀反應(yīng)得到相應(yīng)的六氟磷酸鹽咪唑類離子液體:1-丁基-2-甲基-3-乙基咪唑六氟磷酸鹽、1-芐基-2-甲基-3-乙基咪唑六氟磷酸鹽、1-芐基-2-甲基-3-丁基咪唑

4、六氟磷酸鹽。所得化合物用核磁共振進(jìn)行表征，發(fā)現(xiàn)甲基硫酸鹽和溴鹽離子液體都能得到較好的圖譜;而對(duì)于六氟磷酸鹽離子液體，無論是用兩步法還是一鍋法合成，只有在常溫下呈現(xiàn)液體狀態(tài)的離子液體（1-芐基-2-甲基-3-丁基咪唑六氟磷酸鹽）能得到較好的圖譜。
　　同時(shí)，我們分別將甲基硫酸鹽離子液體和六氟磷酸鹽離子液體作為催化劑，在回流條件下進(jìn)行酯交換催化反應(yīng)。通過從反應(yīng)時(shí)間、進(jìn)料比、催化劑用量方面進(jìn)行篩選，得出最佳催化反應(yīng)條件，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在常溫下

5、呈現(xiàn)液態(tài)的離子液體1-乙基-2，3-二甲基咪唑甲基硫酸鹽、1-丁基-2，3-二甲基咪唑甲基硫酸鹽對(duì)酯交換反應(yīng)的催化效率遠(yuǎn)大于六氟磷酸鹽離子液體;而具有較高熔點(diǎn)，在常溫下呈現(xiàn)固態(tài)的離子液體1-芐基-2，3-二甲基咪唑甲基硫酸鹽則對(duì)酯交換反應(yīng)幾乎沒有催化效果，這說明咪唑類甲基硫酸鹽離子液體的酸性大于六氟磷酸鹽離子液體的酸性只是相對(duì)而已，也進(jìn)一步證明了離子液體的可調(diào)性。最后，選出對(duì)酯交換反應(yīng)具有較好催化性能的離子液體1-乙基-2，3-二甲基咪