离子液体作为催化剂和反应介质在有机合成中的应用研究

摘要

离子液体的研究是近年来绿色化学领域的研究热点之一。离子液体是由有机阳离子和无机或有机阴离子构成的、在室温或室温附近温度范围内呈液体状态的盐类。离子液体具有强极性、低蒸汽压、对无机和有机物有良好溶解性以及对绝大部分试剂稳定等一系列特殊性质，常作为绿色溶剂和催化剂应用于有机合成中。
　　本论文进行了以下几方面的研究：
　　1、开展憎水型离子液体1-正丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([bmim]PF6)和水构成的离子液体/水两相体系([bmim]PF6/H2O)中的有机反应研究：
　　(1)研究在室温条件下以硼氢化钾作为还原剂还原羰基化合物为相应的醇。实验结果表明，[bmim]PF6/H2O两相体系能顺利的促使KBH4还原羰基化合物，以良好产率合成相应的醇。[bmim]PF6在该体系中起着双重作用，既是相转移催化剂(PTCs)又是反应介质。
　　(2)研究在室温条件下[bmim]PF6/H2O两相体系促使醛酮与盐酸羟胺反应合成相应的肟的方法。实验结果表明，[bmim]PF6/H2O两相体系能顺利促使羰基化合物与盐酸羟胺反应，以良好产率生成相应的肟。[bmim]PF6在该体系中起着强萃取剂和反应介质的双重作用，把在水相中现场(in situ)产生的羟胺萃取到离子液体层与羰基化合物反应。
　　(3)研究在室温条件下采用“一锅法”(one pot)在[bmim]PF6/H2O两相体系中直接将芳醛转化为芳腈的方法。在该体系中，[bmim]PF6在该体系中起着强萃取剂和反应介质的双重作用，把氨从氨水中萃取到离子液体相反应。
　　[bmim]PF6/H2O两相体系具有反应速度快，产物分离简单方便，离子液体可以重复使用，对环境友好等优点。
　　2、研究不同离子液体分别作为催化剂和合成介质对不同的有机合成反应的促进作用：
　　(1)在室温条件下，研究了在亲水型离子液体1-正丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([bmim]BF4)作为均相反应介质，将芳醛转化为芳腈的方法。该法同样能高产率合成芳腈，离子液体能回收循环使用。

目录

摘要

Abstract

第一章 绪论

1．1 绿色化学

1．2 离子液体的定义、种类、优点和合成方法

1．2．1 离子液体的定义

1．2．2 离子液体的种类

1．2．3 离子液体的突出优点

1．2．4 离子液体的合成方法

1．3 离子液体作为催化剂和反应介质的应用

1．3．1 甲酰化反应

1．3．2 氢化反应

1．3．3 路易斯酸催化反应

1．3．4 钯催化下的碳-碳偶联反应

1．3．5 酶催化下的有机反应

1．3．6 天然高分子材料溶剂

1．3．7 超临界流体和离子液体

1．4 研究课题背景及研究课题的提出

第二章 新型的离子液体/水两相催化体系在有机合成中的应用

第一节 [bmim] PF_6/H_2O两相体系中醛酮的还原反应

2．1．1 前言

2．1．2 实验

2．1．3 结果与讨论

第二节 新型制备肟的简便体系:离子液体[bmim]PF_6/H_2O两相催化体系

2．2．1 前言

2．2．2 实验

2．2．3 结果与讨论

第三节 [bmim]PF_6/H_2O两相体系中使用氨水和碘“一锅法”从芳醛直接合成芳腈

2．3．1 前言

2．3．2 实验

2．3．3 结果与讨论

第三章 几种不同的离子液体作为催化剂和反应介质在有机合成中的应用

第一节 亲水型离子液体[bmim] BF_4中使用氨水和碘“一锅法”从芳醛成芳腈

3．1．1 前言

3．1．2 实验

3．1．3 结果与讨论

第二节 离子液体[bmim] PF_6作为催化剂和溶剂对Darzens缩合反应的促进

3．2．1 前言

3．2．2 实验

3．2．3 结果与讨论

第三节 离子液体[BPy]BF_4中 S-烷基化反应:苄基卤代烷和亚磺酸盐反应合成砜

3．3．1 前言

3．3．2 实验

3．3．3 结果与讨论

第四章 功能化离子液体氯化1-(2-羟乙基)-3-甲基咪唑鎓盐对纤维素溶解性能的初步研究

4．1 前言

4．2 实验

4．2．1 主要仪器和试剂

4．2．2 离子液体[Hemim]Cl的合成

4．2．3 纤维素溶解能力实验

4．2．4 纤维素的再生和离子液体的回收

4．3 结果与讨论

4．3．1 实验结果与数据

4．3．2 讨论

参考文献

附录1:攻读硕士研究生期间发表论文情况

附录2:部分谱图

致谢