含羰基金屬的溫控功能化離子液體制備表征及催化作用.pdf

1、本論文設(shè)計(jì)合成了一類新型含羰基鈷聚醚咪唑類功能化離子液體1-丁基-3-聚乙二醇咪唑四羰基鈷{[H(OCH2CH2)nbim]Co(CO)4}，并將其應(yīng)用于催化1-(4-異丁基苯基)乙醇(IBPE)氫酯基化反應(yīng)。研究了其與水及不同有機(jī)溶劑的溶解性能，開發(fā)具有溫控性能的離子液體兩相催化體系，為實(shí)現(xiàn)均相反應(yīng)的多相化、解決貴金屬催化劑的分離回收提供了一條新途徑。
　　論文首先以環(huán)氧乙烷和咪唑?yàn)樵戏磻?yīng)得到中間體，再經(jīng)烷基化合成[H(OCH

2、2CH2)nbim]Cl;然后與硼氫化鉀還原法制備的K[Co(CO)4]進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)合成功能化離子液體催化劑[H(OCH2CH2)nbim]Co(CO)4。通過紅外光譜對其表征，發(fā)現(xiàn)在1886.3 cm-1和1114.8 cm-1處均有強(qiáng)吸收峰，證實(shí)了Co(CO)4-和-(CH2CH2O)nH的存在。通過考察離子液體在水和有機(jī)溶劑中的溶解性能發(fā)現(xiàn):[H(OCH2CH2)nbim]Cl在水中存在濁點(diǎn)，療值越大，濁點(diǎn)越高;咪唑環(huán)上的烷基鏈

3、越長，濁點(diǎn)越低。[H(OCH2CH2)nbim] Co(CO)4在水中不存在濁點(diǎn)，在單一有機(jī)溶劑中也不存在臨界溶解溫度(CST)，但在1，4-二氧六環(huán)-正庚烷混合溶劑中存在CST，離子液體的這一特性，為實(shí)現(xiàn)“低溫兩相，高溫均相”離子液體兩相催化體系奠定了基礎(chǔ)。
　　將合成的[H(OCH2CH2)nbim]Co(CO)4應(yīng)用于催化IBPE氫酯基化制2-(4-異丁基苯基)丙酸甲酯，通過單因素實(shí)驗(yàn)得到了最佳反應(yīng)條件。結(jié)果表明:在反應(yīng)溫度

4、130℃、CO壓力6.0 MPa、咪唑?yàn)榇龠M(jìn)劑、36％(w)鹽酸為酸性介質(zhì)、丁酮為溶劑的較佳條件下反應(yīng)16h，IBPE的轉(zhuǎn)化率可達(dá)100％，2-(4-異丁基苯基)丙酸甲酯的選擇性為54％。反應(yīng)結(jié)束后用正庚烷萃取，下層離子液體直接用于下一次反應(yīng)，催化劑重復(fù)使用5次，催化活性沒有明顯的降低。并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果提出了可能的反應(yīng)機(jī)理。
　　本論文選取[H(OCH2CH2)nbim]Co(CO)4、PEG400和1，4-二氧六環(huán)-正庚烷混