功能化離子液體的合成、表征及催化性能的研究.pdf

1、目前在化學工業(yè)中大量使用的有毒、易揮發(fā)的有機溶劑違背了綠色化學的理念，因此，近年來，離子液體作為可替代現(xiàn)有揮發(fā)性有機溶劑的新型綠色溶劑引起人們廣泛的關注。離子液體是室溫下的液體電解質(zhì)，它由有機陽離子和無機或有機陰離子組成，具有高熱穩(wěn)定性、可忽略的蒸汽壓、寬的液態(tài)溫度區(qū)間、良好的導電性、可調(diào)控的對極性及非極性物質(zhì)的良好溶解性、可用于催化有機反應、可循環(huán)使用等優(yōu)點，有關離子液體的組成、性質(zhì)、合成及應用的研究正在蓬勃開展。 本論文主要

2、是關于功能化離子液體的合成、表征及其催化性能的研究。論文主要分為三個部分，第一部分是堿性離子液體催化Knoevenagel縮合反應，第二部分是酸性離子液體催化氧化脫硫的研究，第三部分是不對稱陰離子離子液體的合成。 在堿性離子液體催化Knoevenagel縮合反應中，我們以環(huán)境友好的堿性離子液體催化劑代替?zhèn)鹘y(tǒng)有機催化劑，以水代替?zhèn)鹘y(tǒng)揮發(fā)性的、對環(huán)境有毒害的有機溶劑進行Knoeverlagel縮合反應，在反應溫度為30℃的溫和條件下

3、，醛，酮與活潑亞甲基化合物進行縮合反應生成了取代烯烴，產(chǎn)率達到70％-97％。利用不同極性的有機溶劑代替水進行反應，發(fā)現(xiàn)水作為溶劑的活性優(yōu)于其它有機溶劑。該堿性離子液體催化劑可以循環(huán)使用6次反應活性無明顯降低。 在酸性離子液體催化氧化脫硫中，我們用酸性離子液體[HMIM]BF<,4>來催化氧化深度脫硫。在不同的反應條件下，用該體系分別對油品中模型化合物如二苯并噻吩、苯并噻吩、噻吩、硫醚等(硫含量均為1000 μg/mL)進行氧化

4、脫硫，脫硫率可達到50％-93％，脫硫效果遠遠優(yōu)于離子液體萃取脫硫。通過對脫硫結(jié)果的比較，我們發(fā)現(xiàn)該體系對于噻吩類含硫化合物的脫硫活性順序為二苯并噻吩(DBT))苯并噻吩(BT))噻吩(TH)。該酸性離子液體催化劑可以循環(huán)使用6次而脫硫率無明顯降低。 在陰離子結(jié)構(gòu)不對稱的離子液體的合成中，我們將合成出來的三種新型不對稱陰離子[C(CN)<,2>(COCH<,3>)]<'->、[C(CN)<,2>(SO<,2>CH<,3>)]<'

5、->及[C(CN)<,2>(COC<,7>H<,15>)]<'->分別與咪唑類陽離子、吡咯烷類陽離子及季銨鹽類陽離子進行離子交換，合成出一系列陰離子結(jié)構(gòu)不對稱的離子液體。通過核磁共振、紅外、高效液相色譜．質(zhì)譜聯(lián)用儀等手段對離子液體進行表征，確定其結(jié)構(gòu)，并且對離子液體的物化性質(zhì)(如分解溫度，電化學窗口，熔點等)進行研究，發(fā)現(xiàn)所合成的離子液體熱分解溫度均在291℃-324℃之間，離子液體[BMIm][C(CN)<,2>(COCH<,3>)]