新型含硅离子液体的合成及其在有机合成中的应用

摘要

离子液体是近年来研究的热点之一，被称为―可设计的溶剂‖，与传统溶剂相比，离子液体具有许多独特的优点，可以作为绿色溶剂，在有机合成、电化学、生物催化以及气体溶解方面有着广泛的应用。
　　本论文主要研究了1-三甲基硅基甲基-3-烷基咪唑类含硅离子液体的合成方法，探讨了反应时间、温度和反应物的量之比对反应的影响，合成了12种新型含硅离子液体，并对所合成的新型含硅离子液体15a~15l的结构用IR、1H NMR、13C NMR进行了表征，部分化合物的结构用ESI-MS进行了表征。并初步研究了所合成的离子液体作为溶剂和催化剂在有机合成中的应用，合成了9种2-(1-取代苯胺乙基)苯酚16a~16i和4种2-芳基-3-(4-甲氧基苯基)-3,4-二氢-2H-1,3-苯并噁嗪。
　　（1）以咪唑为原料，与卤代烷烃反应合成了3种N-烷基取代咪唑13a~13c，然后采用无溶剂法以化合物13为原料合成了8种1-正丙基-3-烷基咪唑类离子液体14a~14h和12种1-三甲基硅基甲基-3-烷基咪唑类离子液体15a~15l。无溶剂法合成离子液体，既避免了溶剂的使用，又大大简化了分离提纯过程，符合绿色化学发展方向。
　　（2）在新型含硅离子液体的合成中，考察了溶剂、反应时间、反应温度以及反应物的量之比等对反应产率的影响。结果表明反应时间为24h、反应温度为120℃、反应物的量之比为n(N-烷基咪唑):n(氯甲基三甲基硅烷)=1:1.4时，反应产率最高。
　　（3）测定了12种新型含硅离子液体15a~15l的电导率和电化学窗口，结果表明它们均具有较好的电化学性质。
　　（4）研究了所合成的新型含硅离子液体作为溶剂和催化剂对3,4-二氢-2H-1,3-苯并噁嗪类化合物合成的影响，结果表明，1-三甲基硅基甲基-3-甲基咪唑氯离子液体作催化剂时对反应的影响比作溶剂时的效果好，其催化作用比对甲苯磺酸好，但不如SnCl4。
　　（5）以合成的不含硅离子液体和含硅离子液体作为溶剂或催化剂，研究了其在2-(1-取代苯胺乙基)苯酚16a~16i合成中的应用。在不含硅离子液体中，相对于无水乙醇而言，大部分离子液体做溶剂时性能较好，尤以1-正丙基-3-甲基咪唑溴离子液体性能最佳；而含硅离子液体做溶剂比不含硅离子液体的效果更好，反应产率均有较大的提高。此外，离子液体在反应中也表现出一定的催化性能。

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第一章 文献综述

1.1 概述

1.2 离子液体的研究历史

1.3 离子液体的分类与制备

1.4 离子液体在有机合成中的应用

1.5 离子液体在电化学中的应用

1.6 本课题的提出

第二章 新型含硅离子液体的合成及其电化学性质

2.1 合成路线设计

2.2 N-烷基取代咪唑的合成及结构表征

2.3 1-正丙基-3-烷基咪唑类离子液体的合成及结构表征

2.4 1-三甲基硅基甲基-3-烷基咪唑类离子液体的合成及结构表征

2.5 咪唑类离子液体电导率的测定

2.6 咪唑类离子液体电化学窗口的测定

第三章 新型含硅离子液体在有机合成中的应用

3.1 含硅离子液体在3,4-二氢-2H-1,3-苯并噁嗪合成中的应用

3.2 离子液体在邻胺烷基苯酚合成中的应用

3.3 2-(1-取代苯胺乙基)苯酚的波谱分析

第四章 实验部分

4.1 实验试剂及仪器

4.2 N-烷基取代咪唑13的制备

4.3 咪唑类不含硅离子液体14的合成

4.4 新型含硅离子液体15的合成

4.5离子液体电导率和电化学窗口的测定

4.6 2-芳基-3-烃基-3,4-二氢-2H-1,3苯并噁嗪的合成

4.7 2-(1-取代苯胺)乙基苯酚16的合成

第五章 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

致谢

附录A（攻读学位期间发表的学术论文）

附录B（部分谱图）