新型雜多酸功能化類離子液體的設計、合成及催化性能研究.pdf

1、參照功能化離子液體的結(jié)構設計及合成方法，以N-甲基咪唑和有機胺作為有機陽離子骨架，在骨架上引入Br(o)nsted酸性功能化基團磺酸基（PS），不同程度地取代keggin雜多酸（H3PW12O40）中的質(zhì)子，以獲得由酸性基團和反荷質(zhì)子共同帶來的Br(o)nsted酸性；再將具有Lewis酸性的各種金屬離子（Al3+、Ce3+、Sm3+、Cs+、Ni2+、Zn2+、Zr4+、Sn2+等）以不同的比例摻雜到陽離子中，在陽離子中引入Lewis

2、酸中心，設計合成出一系列新型的具有Br(o)nsted-Lewis雙酸性的雜多酸功能化類離子液體有機-無機雜化催化材料。運用紅外光譜（FT-IR）、核磁共振氫譜（1H-NMR）、ICP-AES等技術手段對其進行結(jié)構和組成的分析；采用熱重（TG）對催化劑的熱穩(wěn)定性進行表征；通過測定不同溫度下在各種典型極性和非極性溶劑中的溶解性能考察了催化劑對水和溶劑的溶解性和穩(wěn)定性；采用吡啶-紅外法（Py-IR）與正丁胺電位滴定法測定所合成雜多酸功能化類

3、離子液體有機-無機雜化催化材料的酸型、酸強度，并研究所合成的雜化材料的結(jié)構與這些性質(zhì)之間的內(nèi)在規(guī)律。
　　將上述所合成的雜多酸功能化類離子液體應用于催化苯環(huán)化合物的酯化反應、Friedel-Crafts芐基化反應以及Friedel-Crafts?；磻热齻€副產(chǎn)物為水的清潔精細有機合成模型反應中，篩選綠色高效的催化劑，并進一步探究最佳反應工藝。其中，在乙酸與苯甲醇的酯化反應和甲苯與苯甲醇的Friedel-Crafts芐基化反應中

4、，Sm0.66[MIMPS]PW12O40為催化性能最佳的催化劑；在苯甲醚與苯甲酸的Friedel-Crafts?；磻?，Ce0.33[TEAPS]HPW12O40為催化性能最好的催化劑。可以看出，在所選取的模型反應中，Lewis酸性比重高的催化劑可提高酯化反應和Friedel-Crafts芐基化反應的反應效果，Br(o)nsted酸性強的催化劑對Friedel-Crafts?；磻兄玫拇呋Ч?br>　　在乙酸和苯甲醇的

5、酯化反應中，乙酸和苯甲醇的物質(zhì)的量比為1.2:1（苯甲醇為0.03mol），催化劑Sm0.66[MIMPS]PW12O40用量0.02mmol，回流溫度下反應3 h時，苯甲醇轉(zhuǎn)化率達96.3％，乙酸苯甲酯選擇性為95.8%。重復使用3次后，反應物轉(zhuǎn)化率明顯下降，主產(chǎn)物乙酸苯甲酯一直保持較高的選擇性。在甲苯和苯甲醇的Friedel-Crafts芐基化反應中，最佳反應條件下，Sm0.66[MIMPS]PW12O40循環(huán)使用3次之后催化效果有

6、所下降。將合成的雜多酸功能化類離子液體應用于催化苯甲醚與苯甲酸的Friedel-Crafts?；磻谧罴逊磻獥l件下，苯甲酸的轉(zhuǎn)化率和4-甲氧基二苯甲酮的選擇性可分別達到67.0%和84.3%。Ce0.33[TEAPS]HPW12O40的催化效果隨著重復使用次數(shù)的增加而緩慢地下降，但重復使用到第4次時，苯甲酸的轉(zhuǎn)化率和4-甲氧基二苯甲酮的選擇性仍可達到45.8%和79.0%。
　　實驗表明，設計并合成的雜多酸功能化類離子液體在