新型PEG功能化離子液體的合成及其應(yīng)用研究.pdf

1、綠色化學(xué)作為一個全新的概念，在1991年由美國化學(xué)會最先提出，隨后很快成為全世界化學(xué)領(lǐng)域發(fā)展的主要方向。減少有毒物質(zhì)的排放、節(jié)約能耗和實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展等理念是目前各國科學(xué)家們設(shè)計新的化學(xué)反應(yīng)的初衷。每年，數(shù)以億噸的化工廢料被排放到自然界中，其中有機溶劑的排放量占有巨大比重，這給自然環(huán)境造成沉重負擔(dān)。發(fā)展綠色溶劑參與的有機反應(yīng)可以從根源上解決此問題。在目前已報道的眾多綠色溶劑中，水具有來源廣泛、無毒等優(yōu)點，已在諸多有機反應(yīng)中得到了應(yīng)用。

2、r>　　鈀催化的Suzuki反應(yīng)是合成聯(lián)芳類化合物的重要方法之一。目前，已應(yīng)用在天然分子、醫(yī)藥中間體合成等領(lǐng)域。能夠形成N-雜環(huán)卡賓的咪唑鹽作為一類可促進Suzuki反應(yīng)的外加配體已被廣泛報道。但是，其在純水相Suzuki反應(yīng)中的應(yīng)用報道較少。
　　碳酸二甲酯(DMC)是一種新型無毒的化工試劑，其可作為甲基化試劑、羰基化試劑、有機溶劑等重要的化工原料。目前制備DMC的主要方法為酯交換法和氧化羰基化法。由于酯交換法實現(xiàn)了溫室氣體CO

3、2的轉(zhuǎn)化，并且此種方法無毒性氣體參與，是目前科學(xué)家們研究的熱點方向之一。但是酯交換法包括兩步反應(yīng)，與其他方法相比操作復(fù)雜，成本較高。已報道的利用環(huán)氧化物、CO2和甲醇一步制備DMC的體系多數(shù)需要在高壓條件下完成。本課題組一直從事于環(huán)境友好型反應(yīng)體系的研發(fā)，以期實現(xiàn)在綠色、溫和的條件下完成有機反應(yīng)。作者以此為目的，在本論文中主要報道以下內(nèi)容:
　　1.采用本課題組發(fā)展的季銨鹽合成方法，制備了六個聚乙二醇功能化的咪唑鹽離子液體(IL1

4、-6)和一個聚乙二醇功能化的1，8-二氮雜二環(huán)十一碳-7-烯(DBU)離子液體(IL7)，并對其結(jié)構(gòu)進行了表征。離子液體的合成反應(yīng)是在無溶劑、無催化劑和無需惰性氣體保護的條件下進行，多數(shù)離子液體的分離收率達到了80％以上。
　　2.作者將制備出的PEG功能化離子液體應(yīng)用于鈀催化的純水相Suzuki反應(yīng)。通過對反應(yīng)條件的考察，發(fā)現(xiàn)了可形成N-雜環(huán)卡賓的咪唑鹽對Suzuki反應(yīng)的促進作用。在最佳反應(yīng)條件下，反應(yīng)體系對于含有供電子、吸電

5、子、水溶性基團及不同空間位阻的溴代芳烴和芳基硼酸的交叉偶聯(lián)反應(yīng)有良好的催化效果，反應(yīng)均在25 min內(nèi)獲得89％以上的收率;對于3-溴吡啶類底物也可在60 min內(nèi)獲得87％以上的產(chǎn)物收率。
　　3.采用本課題組發(fā)展的合成方法制備了離子液體IL8，并將其與堿組成復(fù)合催化劑，發(fā)展了一個以環(huán)氧乙烷(EO)、CO2和甲醇為原料一步制備DMC的催化反應(yīng)體系。在無堿條件下，DMC的收率達到30％以上，DMC與碳酸乙烯酯(EC)的選擇性之和達