雜多酸基功能化離子液體的制備及其催化性能研究.pdf

1、離子液體作為環(huán)境友好型的綠色催化劑，是綠色化學研究的一個熱點。雜多（酸）化合物具有可調(diào)變的酸性、氧化還原性和獨特的“假液相”行為，是一種兼具酸催化和氧化催化的雙功能催化劑，在酸催化和氧化催化領域中一直受到廣泛重視。但是由于雜多酸比表面積小、易溶于極性溶劑、回收及循環(huán)使用困難，很難作為多相催化劑使用。而負載型雜多酸催化劑在反應體系中存在極性物質(zhì)時，活性組分易從載體上流失，導致催化劑失活。
　　將雜多陰離子引入離子液體，就能構(gòu)建出結(jié)構(gòu)

2、新穎的功能化離子液體。離子液體的陽離子種類非常之多，雜多化合物結(jié)構(gòu)又復雜多樣，所以雜多酸基離子液體擁有非常大的發(fā)展空間。從結(jié)構(gòu)上講，雜多酸基離子液體是有機-無機雜合物，既具有典型的離子液體陽離子，又保持了雜多酸的結(jié)構(gòu)，兼具離子液體與雜多酸各自的優(yōu)異性能。目前，利用離子液體與雜多酸制得的雜多酸鹽被大量用于酸催化及氧化催化，并展示出了良好的催化性能。
　　為了研制出兼具均相催化劑高活性和多相催化劑易分離可循環(huán)雙重優(yōu)點的新型雜多酸基離子

3、液體，本論文利用N-甲基咪唑、溴代烷烴、廉價的工業(yè)級1，3-丙烷磺內(nèi)酯、氨基酸、磷鎢酸等為原料，合理設計合成路線，合成出了13種不同的功能化離子液體，其中雜多酸基氨基酸功能化離子液體([Gly]3PW)和雜多酸基長鏈烷基磺酸功能化離子液體尚未見文獻報道，且離子液體收率大于90％。采用NMR、MS、FI-IR、XRD等手段對所合成離子液體的結(jié)構(gòu)進行表征。
　　以正十二醇與醋酸的酯化反應為探針，考察[Gly]3PW的催化性能。結(jié)果表明

4、:[Gly]3PW催化劑在無溶劑的條件下催化正十二醇和醋酸的酯化反應顯示出了良好的催化性能。最佳反應條件為:n([Gly]3PW)/n（正十二醇）=0.20％、n（醋酸）/n（正十二醇）=2∶1、反應溫度373K和反應時間7h。在此條件下，正十二醇轉(zhuǎn)化率和醋酸正十二酯選擇性分別高達98％和100％。[Gly]3PW催化劑與反應體系易分離，產(chǎn)物易純化。
　　通過脂肪酸與低碳醇的酯化反應以及甲苯與苯甲醇的烷基化反應，研究雜多酸基長鏈烷

5、基磺酸功能化離子液體在催化領域的應用，并與磷鎢酸、普通離子液體的催化性能進行比較。結(jié)果表明:酯化反應中，在n(IL)/n（月桂酸）=1％、n（乙醇）/n（月桂酸）=3∶1、反應溫度363K和反應時間3h的條件下，月桂酸轉(zhuǎn)化率和月桂酸乙酯選擇性分別高達93.9％和100％;烷基化反應中，在n(IL)/n（苯甲醇）=1％、n（甲苯）/n（苯甲醇）=20∶1、反應溫度373K和反應時間3h的條件下，甲苯轉(zhuǎn)化率和單芐基甲苯選擇性分別高達100％