季铵盐型离子液体催化合成乙酸正丁酯

一步法制备了4种季铵盐型离子液体,并用FT-IR和¹H NMR表征结构。结果表明所合成的离子液体符合其理论结构;以它们为催化剂进行了乙酸正丁酯的合成研究,在相同条件下乙酸正丁酯的产率顺序为［Et₂NH₂］［HSO₄］>［Et₃NH］［HSO₄］>［n-Pro₃NH］［HSO₄］>［n-But₃NH］［HSO₄］,并且［Et₂NH₂］［HSO₄］和［Et₃NH］［HSO₄］与产物不互溶,而［n-Pro₃NH］［HSO₄］和［n-But₃NH］［HSO₄］与产物互溶,表明季铵盐离子液体的催化活性和极性都随阳离子链长度的增加而降低。以三乙胺硫酸为催化剂考察了反应时间、反应温度、醇酸摩尔比和离子液体用量对乙酸正丁酯产率的影响规律,结果表明：在n(正丁醇)∶n(乙酸)∶n(离子液体)=1∶2∶0. 25,反应时间8 h,反应温度 90℃的条件下乙酸正丁酯的产率达到81. 94%。采用减压蒸馏,除去离子液体相中的水、乙酸正丁酯和未反应的原料,将离子液体进行循环使用4次,结果表明乙酸正丁酯的产率没有明显下降,说明离子液体的稳定性和循环使用性较好。     

氯铝酸盐离子液体催化甲苯与氯代叔丁烷烷基化反应合成对叔丁基甲苯

合成[Me3NH]Cl-2.0AlCl3、[PyH]Cl-2.0AlCl3、[Bmim]Cl-2.0AlCl3以及[Et3NH]Cl-2.0AlCl3氯铝酸盐离子液体,对[Et3NH]Cl-2.0AlCl3和[PyH]Cl-2.0AlCl3两种离子液体进行系列改性,并考察氯铝酸盐离子液体催化甲苯与氯代叔丁烷的烷基化反应,反应合成对叔丁基甲苯的催化性能。结果表明,未经改性的氯铝酸离子液体催化烷基化反应,对位产物选择性均较低,经FeCl3、CuCl以及CH3NO2改性的[Et3NH]Cl-2.0AlCl3离子液体对叔丁基甲苯选择性显著提高,而[PyH]Cl-2.0AlCl3离子液体经CuCl改性后的对叔丁基甲苯选择性则提高到85%以上。采用乙腈、吡啶为探针的红外光谱对离子液体酸性表征的结果表明,改性后离子液体的L酸和B酸均有所降低,其中B酸是影响对叔丁基甲苯选择性的主要因素,并对离子液体酸性催化甲苯与氯代叔丁烷烷基化反应合成对叔丁基甲苯的作用机制进行分析。     

酸性离子液体催化苯胺和二氧化碳合成二苯基脲

以苯胺和二氧化碳为原料催化合成二苯基脲是一条绿色工艺路线,重点对Lewis酸类离子液体催化该反应性能进行了研究。考察了一系列碱性和Lewis酸性催化剂的催化性能,以及溶剂对该反应的影响,结果表明,以无水AlCl₃为催化剂和乙腈为溶剂组成的反应体系效果较好。以氯铝酸类离子液体为催化剂兼溶剂,考察了离子液体阴阳离子、CO₂初始压力、反应时间、反应温度以及催化剂用量等因素对二苯基脲合成反应的影响。结果表明,以［Bmim］Cl-AlCl₃离子液体为催化剂兼溶剂,在CO₂初始压力为1 MPa、反应时间为7 h、反应温度为160℃、AlCl₃/苯胺质量比为1∶1的条件下,苯胺的转化率、二苯基脲的收率及选择性分别为18.1%、17.9%和98.9%。此外,提出了［Bmim］Cl-AlCl₃离子液体催化苯胺和二氧化碳的反应机理。     

氯铝酸盐离子液体催化二叔丁基蒽的合成研究

为将离子液体代替三氟乙酸制备二叔丁基蒽,设计合成了2种Br?nsted酸性磺酸功能化离子液体与3种Lewis酸性氯铝酸盐离子液体,并将其用于蒽与叔丁醇的烷基化反应。研究发现,Br?nsted酸性磺酸功能化离子液体无催化活性,在L酸性氯铝酸盐离子液体存在时反应可以快速进行,且通过控制[Et₃NH][Al₂Cl₇]离子液体用量得到了目标产物二叔丁基蒽,并采用单因素实验对反应温度和时间、原料配比、离子液体用量进行优化,在最佳工艺条件下,蒽的转化率为99.5%,二叔丁基蒽的产率为94.1%,反应效果明显好于传统催化剂三氟乙酸,为工业化应用提供了新思路。     

离子液体催化合成2-(4-乙基苯甲酰基)苯甲酸

研究了离子液体催化合成2-(4-乙基苯甲酰基)苯甲酸。并对离子液体中[Bmim]Cl与三氯化铝的摩尔比、原料配比、反应温度和反应时间等工艺条件进行了考察。较优工艺条件为:n(AlCl3)∶n([Bmim]Cl)=1∶3,n(离子液体)∶n(邻苯二甲酸酐)∶n(乙苯)=1∶1∶1,反应温度为50℃,反应时间为4h,在此条件下,[Bmim]Cl-AlCl3催化邻苯二甲酸酐的转化率可达100%,目标产物2-(4-乙基苯甲酰基)苯甲酸的选择性达97.14%,可避免使用有机溶剂。     

3,3-二甲基-1-丁烯的合成工艺研究

以叔丁醇为原料,优化了其与浓盐酸氯代合成叔丁基氯的反应,采用CaCl₂ 氯化盐助催化体系使反应收率提高到95%,产品质量分数为99%;3,3-二甲基-1-丁烯合成的关键步骤是叔丁基氯与乙烯反应制备3,3-二甲基-1-氯丁烷,探讨了催化剂用量、反应温度对反应收率的影响.反应以无水三氯化铝为催化剂,用量为n(AlCl₃):n[(CH₃)₃CCl]=0.018:1,反应温度为-17~-20 ℃时,产物3,3-二甲基-1-氯丁烷的收率可达80%;最后由3,3-二甲基-1-氯丁烷脱氯化氢制备3,3-二甲基-1-丁烯.考察了不同溶剂对反应收率的影响,以聚乙二醇-400为溶剂,无需加入相转移催化剂,收率可达88.5%,3,3-二甲基-1-丁烯的质量分数为可达95%以上.     

咪唑溴化物离子液体的合成工艺研究

本文研究了离子液体1-丁基-3-甲基咪唑溴盐[Bmim]Br的合成工艺条件,研究了反应时间、反应温度、1-甲基咪唑和溴代正丁烷物质的量配料比对[Bmim]Br收率的影响。确定了反应温度对离子液体的收率影响最大,原料配比次之,反应时间影响最小,最佳合成条件为:反应温度70℃,反应时间24h,原料物质的量配比1∶1.0。     

[Bmim]Cl-AlCl_3离子液体催化1,2-苯并苊醌的合成

研究了氯代1-甲基-3-丁基咪唑-三氯化铝([Bmim]Cl-AlCl3)离子液体催化蒽与草酰氯的Friedel-Craft酰基化反应。GC/MS分析发现生成了1,2-苯并苊醌(又名1,2-蒽乙二酮),用GC法考察了不同反应条件对1,2-蒽乙二酮收率和选择性的影响。当AlCl3在[Bmim]Cl-AlCl3离子液体中的摩尔分数为0.67,m{[Bmim]Cl-AlCl3}∶m(蒽)=8∶1,n(草酰氯)∶n(蒽)=2∶1,反应温度45℃,反应时间6 h时,1,2-蒽乙二酮收率为88.2%,选择性可达100%。[Bmim]Cl-AlCl3离子液体5次循环使用后,1,2-蒽乙二酮的收率和选择性仍达88.0%和99.6%。经萃取、重结晶等方法得到了w(1,2-蒽乙二酮)=98.3%的产品,通过熔点测定、GC、GC/MS、FTIR和1HNMR对反应产物进行了定性和定量分析。     

3,4,5-三甲基叔丁基苯的合成与分析

介绍了以连三甲苯和氯代叔丁烷为起始原料 ,在自制的非均相催化剂W 1 0 0作用下一步合成3,4 ,5 -三甲基叔丁基苯的简便方法。经探索性试验、正交试验和单因素试验确定了最佳反应条件 :连三甲苯与氯代叔丁烷物质的量比为n连三甲苯∶n氯代叔丁烷 =1∶1 ,催化剂W 1 0 0的用量占连三甲苯的质量分数为 2 % ,反应温度 5℃ ,反应时间 7～ 8h ,在此条件下 ,3,4 ,5 -三甲基叔丁基苯的收率达到 79%以上     

离子液体催化2-氯噻吩氯甲基化反应研究

以2-氯噻吩、多聚甲醛为原料,以离子液体[C2mim]Br、[C3mim]Br、[C4mim]Br、[C5mim]Br、[C6mim]Br、[C7mim]Br、[C8mim]Br、[C12mim]Br、[Bmim]PF6、[Bmim]BF4、[Bmim]C4F9SO3和[Bmim]Cl为催化剂进行氯甲基化反应,得到产物2-氯-3-氯甲基噻吩。研究表明,离子液体可以促进2-氯噻吩的氯甲基化反应,具有相转移催化剂的效果,并且以[C4mim]Br和[C8mim]Br的催化效果为佳。反应最佳条件为:离子液体[C8mim]Br摩尔分数为5%(相对于2-氯噻吩),温度40℃,反应时间8h,产物产率可达92.1%。     

[CmVIM]Cl离子液体的合成及工艺优化

以1-乙烯基咪唑和2-氯乙酰胺为原料,缚酸剂三乙胺(TEA)为催化剂,合成氯代1-氨甲酰甲基-3-乙烯基咪唑离子液体[CmVIM]Cl,探讨了n(1-乙烯基咪唑)∶n(2-氯乙酰胺)、反应温度、反应时间和TEA用量对[CmVIM]Cl收率的影响。结果表明,最佳合成工艺条件为:n(1-乙烯基咪唑)∶n(2-氯乙酰胺)=1∶1.2,反应温度85℃,反应时间13 h,n(2-氯乙酰胺)∶n(TEA)=1∶0.5,收率达85.8%。产物具有良好的热稳定性,初始分解温度为218.3℃。     

[CmVIM]Cl离子液体的合成及工艺优化

以1-乙烯基咪唑和2-氯乙酰胺为原料,缚酸剂三乙胺(TEA)为催化剂,合成氯代1-氨甲酰甲基-3-乙烯基咪唑离子液体[CmVIM]Cl,探讨了n(1-乙烯基咪唑)∶n(2-氯乙酰胺)、反应温度、反应时间和TEA用量对[CmVIM]Cl收率的影响。结果表明,最佳合成工艺条件为:n(1-乙烯基咪唑)∶n(2-氯乙酰胺)=1∶1.2,反应温度85℃,反应时间13 h,n(2-氯乙酰胺)∶n(TEA)=1∶0.5,收率达85.8%。产物具有良好的热稳定性,初始分解温度为218.3℃。     

酸性离子液体催化合成草酸二乙酯

合成了4种咪唑基酸性离子液体,用于催化草酸和乙醇酯化反应合成草酸二乙酯。考察了影响反应的主要因素,确定最佳反应工艺条件为：采用[Mim(CH₂)₃SO₃H]HSO₄离子液体为催化剂,反应温度为110 ℃,反应时间为90 min,n(乙醇)∶n(草酸)=4∶1。在此条件下离子液体循环使用4次,活性变化不明显,草酸二乙酯收率大于73%。此外,采用溶胶-凝胶法将[Mim(CH₂)₃SO₃H]HSO₄离子液体固定到SiO₂上,用于催化酯化反应。结果表明,离子液体固定化后,其酸催化性能有明显提高,草酸二乙酯收率为84.8%,且催化剂具有较好的稳定性。     

微波辐射下一步法合成1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸离子液体

采用微波辐射法一步合成1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸([Bmim]PF6)离子液体,产物结构经过IR和1H NMR验证。通过考察各种影响因素对产物的影响得出最佳的反应条件:n(溴代正丁烷)∶n(1-甲基咪唑)∶n(六氟磷酸钾)=1.1∶1∶1.6(摩尔比),70℃以及250 W的微波功率下照射15 min,收率可达到92.7%。     

单核及双核叔铵盐离子液体的合成及用于柠檬酸三丁酯的制备

合成了具有Bronsted酸性的单核叔铵盐离子液体1-(丙酸基)高哌啶硫酸氢盐[HMILS]HSO4和双核叔铵盐离子液体双-(1-高哌啶)亚丁基双硫酸氢盐HMIBL[HSO4]2,用红外、核磁、元素分析及热分析等方法对合成的产物进行表征。把合成的单核及双核酸性离子液体作为催化剂用于催化柠檬酸和正丁醇的酯化反应,考察其催化活性。结果表明,离子液体的催化活性与其酸强度呈相关性,其中双核离子液体HMIBL[HSO4]2具有较强的酸性和较高的催化活性,当反应条件为n(正丁醇)∶n(柠檬酸)∶n(HMIBL[HSO4]2)=5∶1∶0.05、120℃、反应时间3h,柠檬酸的转化率和柠檬酸三丁酯的选择性分别为98.91%和99.53%,反应后的酸性离子液体可以回收,稳定性好,重复使用10次后仍有较高的催化活性。     

[Bmim]BF4/p-TSA催化合成聚甲基膦酸乙二醇酯

以甲基膦酸二甲酯(DMMP)和乙二醇(EG)为原料,离子液体[Bmim]BF4与对甲苯磺酸(p-TSA)为协同催化剂,合成了一种阻燃剂聚甲基膦酸乙二醇酯。通过正交实验L9(33),确定最佳合成条件为:n(DMMP)∶n(EG)=1∶1;催化剂总用量为DMMP物质的量的3%,其中[Bmim]BF4占1%,p-TSA占2%;反应温度为155¹70℃;反应时间为4 h。产物为淡黄色透明黏稠液体,酸值370 mg KOH/g。用红外光谱表征了产品结构;用液质分析了产品组成为十几种不同程度的乙二醇甲基膦酸二甲酯聚合物;用气质分析了副产物组成主要为甲醇、甲醚、乙二醇单甲醚、乙二醇二甲醚和二缩乙二醇。     

位阻型硅烷保护剂——叔丁基二苯基氯硅烷的研制

以氯代叔丁烷、镁、四氢呋喃为原料,采用格氏法合成叔丁基二苯基氯硅烷。考察反应物料配比、反应温度、反应时间、催化剂种类等对合成反应的影响。结果发现,合成叔丁基二苯基氯硅烷的最佳条件是：催化剂为NaSCN,反应温度为90℃,反应时间为5h,氯代叔丁炕与镁的量之比为1：1．2,目的产物的收率为65％。     

1-丁基-3-甲基咪唑氯盐离子液体合成与表征

以1-甲基咪唑和氯代正丁烷为原料,合成1-丁基-3-甲基咪唑氯盐离子液体,考察反应条件对产物收率的影响。结果表明,合成1-丁基-3-甲基咪唑氯盐离子液体的最佳条件为:反应温度80℃,反应时间40 h,1-甲基咪唑与氯代正丁烷的摩尔比5∶7。对反应产物进行了红外表征,确定了合成产物即为1-丁基-3-甲基咪唑氯盐离子液体。     

1-丁基-3-甲基咪唑氯盐离子液体合成与表征

以1-甲基咪唑和氯代正丁烷为原料,合成1-丁基-3-甲基咪唑氯盐离子液体,考察反应条件对产物收率的影响。结果表明,合成1-丁基-3-甲基咪唑氯盐离子液体的最佳条件为:反应温度80℃,反应时间40 h,1-甲基咪唑与氯代正丁烷的摩尔比5∶7。对反应产物进行了红外表征,确定了合成产物即为1-丁基-3-甲基咪唑氯盐离子液体。     

微波辅助合成碱性离子液体[Bmim]OH机理探讨

本文首先通过两步合成法合成碱性离子液体[Bmim]OH。第一步制备中间体[Bmim]Br,研究了不同的辅助手段、料液比及反应条件对[Bmim]Br产率的影响。结果表明,在氮气微波辅助的条件下,温度60℃,咪唑和溴代正丁烷的物质的量比为1∶1.3,反应时间为1h时产率最高为94.0%,并从过渡态离域性对活化能的影响解释这一结果。第二步由中间体[Bmim]Br与KOH的反应制备[Bmim]OH,研究了碱化配比、碱化时间对[Bmim]OH产率的影响。结果表明碱化配比为1∶1.4、碱化时间应控制在10 h,碱性离子液体[Bmim]OH产率最高为:54.98%。并采用核磁及红外手段对产物进行结构表征。同时对其主要物理性质进行测定,结果表明:碱性离子液体[Bmim]OH密度为:1.1713 g/m L,易溶于水、甲醇等极性较大的溶剂。