聚合物固載離子液體制備表征及其在酯化反應(yīng)中應(yīng)用研究.pdf

1、離子液體作為一種綠色催化劑具有較高的催化活性和選擇性，已被廣泛應(yīng)用于眾多催化反應(yīng)中。但由于離子液體分離純化困難，制備成本較高，且回收再生過(guò)程損耗多，耗能大，因而在大規(guī)模應(yīng)用時(shí)則受到一定的限制。將離子液體固載于聚合物載體是使均相催化劑多相化，其不僅可獲得與離子液體本身相當(dāng)?shù)拇呋钚院瓦x擇性，同時(shí)也解決了離子液體用于反應(yīng)時(shí)損耗量較大等局限性問(wèn)題，因此呈現(xiàn)出良好的工業(yè)應(yīng)用前景。
　　本論文工作將丙磺酸咪唑離子液體分別固載于Merrifi

2、eld樹(shù)脂和自制交聯(lián)聚苯乙烯微球上，并選擇另外四種不同側(cè)鏈的咪唑類(lèi)離子液體分別固載于自制交聯(lián)聚苯乙烯微球上。這六種聚合物固載咪唑類(lèi)離子液體在液相中均幾乎不溶解只溶脹。通過(guò)紅外、電鏡及元素分析等方法對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征，并用固體核磁對(duì)其進(jìn)行酸強(qiáng)度測(cè)定。由結(jié)果分析表明:當(dāng)載體和離子液體陰離子相同時(shí)，咪唑類(lèi)陽(yáng)離子的側(cè)鏈構(gòu)成對(duì)聚合物固載咪唑類(lèi)離子液體的酸強(qiáng)度和催化活性有很大影響。因?yàn)閭?cè)鏈?zhǔn)欠駧в锌煞懦鲱~外H+的基團(tuán)以及側(cè)鏈結(jié)構(gòu)這兩個(gè)因素共同影響催化

3、劑的酸強(qiáng)度。側(cè)鏈結(jié)構(gòu)決定咪唑環(huán)的電負(fù)性大小，而咪唑環(huán)電負(fù)性大小則決定該催化劑陰陽(yáng)離子間氫鍵強(qiáng)度大小，從而決定該離子液體可放出H+的多少，進(jìn)而影響其酸強(qiáng)度高低。
　　本論文工作以水楊酸和乙酸酐合成乙酰水楊酸的酯化反應(yīng)作為探針?lè)磻?yīng)，研究考察了分別以Merrifield樹(shù)脂和交聯(lián)聚苯乙烯樹(shù)脂為載體時(shí)，固載咪唑類(lèi)離子液體催化劑用于該反應(yīng)的催化效果和催化劑重復(fù)使用性能。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知:Merrifield樹(shù)脂固載丙磺酸咪唑硫酸鹽作為催化劑催

4、化合成乙酰水楊酸的優(yōu)化工藝條件是:水楊酸與催化劑質(zhì)量比為10∶1，原料摩爾比為1∶2，反應(yīng)時(shí)間為50min，反應(yīng)溫度為75℃，此時(shí)乙酰水楊酸產(chǎn)率最高可達(dá)84.8％，且催化劑循環(huán)使用五次后產(chǎn)率僅略有減少;在以交聯(lián)聚苯乙烯微球固載咪唑類(lèi)離子液體作為催化劑時(shí)，其中固載磺酸基咪唑硫酸鹽離子液體催化效果最佳，其催化合成乙酰水楊酸的優(yōu)化工藝條件是:水楊酸與催化劑質(zhì)量比為12∶1，原料摩爾比為1∶2，反應(yīng)時(shí)間為45min，反應(yīng)溫度為75℃，在此條件下