离子液体的合成及其作为催化剂在有机反应中的应用研究

摘要

近年来随着绿色化学的兴起和发展，离子液体(Ionic Liquids)的绿色性能及其作为溶剂、催化剂时高效反应介质的特性引起了人们广泛的重视。离子液体也成为绿色化学领域中最有特色的方向和热点之一。离子液体是纯粹由离子组成的液体，其本身几乎无蒸汽压，具有很高的热力学和化学稳定性，无可燃性、无着火点，离子电导率高，可以循环使用等特性，同时对无机和有机物有良好的溶解性、稳定性，常作为绿色溶剂和催化剂应用于有机合成中。 本论文主要从以下几方面进行研究： 1、分别合成和使用催化量的室温离子液体[HMIm]BF<,4>，[HMIm]CIO<,4>，[HMIm]PhSO<,3>， [HMIm]CF<,3>CO<,2>， [BMIm]BF<,4>， [BMIm]PF<,6>， [Bpy]HSO<,4>，[iso-Bqu]HSO<,4>作为催化剂，在温和条件下、较短时间内顺利促使一系列查尔酮与邻苯二胺发生反应，并以较高产率生成苯并二氮杂草类化合物(80～95％)。实验结果表明1-丁基吡啶硫酸氢根([Bpy]HSO<,4>)离子液体是新型、高效、廉价、易得、清洁的合成苯并二氮杂草衍生物的优良Bronsted酸催化剂。该反应条件温和，操作和后处理简单易行，催化剂至少可以循环使用4次活性基本不变，可以替代用于该反应的其它催化剂，具有推广价值。 2、采用质子化离子液体[HMIm]BF<,4>，[HMIm]CF<,3>SO<,3>，[HMIm]PhSO<,3>，[HMIm]CF<,3>CO<,2>和H<,2>NSO<,3>H为催化剂，在室温条件下研究醛(酮)与原甲酸三乙酯缩合生成缩醛和缩酮的反应。通过对比实验和改变实验条件发现[HMIm]BF<,4>离子液体最适合完成该反应过程，产物缩醛／缩酮的产率达到84～96％。该反应最显著的特点是条件温和，操作和后处理简单易行，催化剂易回收并可以循环使用多次不失去活性。3、在离子液体介质中研究了三氯化铟催化的缩醛与缩酮反应。在较为适宜的离子液体四氟硼酸1-甲基-3-丁基咪唑盐([BMIm]BF<,4>)中，多种芳香和脂肪族羰基化合物都以适中至高的转化率得到相应的缩醛和缩酮产物。向InCl<,3>/[BMIm]BF<,4>体系中加入溴化1-甲基-3-(2-磺酸钠乙基)咪唑盐后，此复合体系在苯甲醛和甲醇缩合反应中可以至少重复使用 5 次而保持较高的催化活性。

目录

摘要

第一章绪论

第二章实验部分

第三章新型[BPy]HSO4酸性离子液体高效催化合成苯并二氮杂草

第四章[HMIm]BF4质子化离子液体室温下催化合成缩醛和缩酮

第五章在离子液体介质中三氯化铟催化缩醛和缩酮反应

结论与展望

参考文献：

附图

附录 攻读硕士研究生期间发表论文情况：

致谢