溫控酸性離子液體的合成及其催化α-蒎烯反應的研究.pdf

1、α-蒎烯是一種重要的天然產(chǎn)物，以它為原料可以生產(chǎn)乙酸松油酯和松油醇等產(chǎn)品。目前，這些產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝存在腐蝕設備，污染環(huán)境和催化劑難于重復使用等缺點。針對上述問題，本研究設計合成了新型溫控酸性離子液體，并將它們用于催化α-蒎烯的直接酯化和水合反應。在提高反應活性和選擇性的同時，完成上述各反應過程的反應-分離一體化和催化劑的循環(huán)利用。
　　以十八胺聚氧乙烯醚(長鏈脂肪胺類)系列(AC1810，AC1815，AC1820，AC1830)

2、為原料，設計合成了22種長鏈脂肪胺類的溫控酸性離子液體，均能與α-蒎烯形成溫控兩相體系，且臨界溶解溫度與它們的體積比和聚合度n值均有關。分別通過FT-IR、1H NMR和13C NMR確定了它們的結構；用吡啶探針紅外光譜分析法分析他們的酸型，證明所合成的離子液體均為Br()nsted酸：并用酸堿中和法測定了其酸值，發(fā)現(xiàn)它們的酸強度與陰離子酸根種類和聚合度n值有關。
　　將不同類型催化劑分別用于α-蒎烯直接酯化反應，發(fā)現(xiàn)功能化十八胺

3、聚氧乙烯醚四氟硼酸鹽([PAC18n][BF4])比較適合該反應，通過對聚合度n值的考察，得出n=15時催化性能為最佳，所以本文選擇[PAC1815][BF4]為催化劑。通過對反應時間、反應溫度等反應條件及重復使用性能的研究，得到較佳的反應條件為：n(α-蒎烯)：n(離子液體)：n(氯乙酸)：n(乙酸)=1:0.06:1.2:4，n(α-蒎烯)=0.05mol，反應溫度30℃，反應時間10 h。在此條件下，α-蒎烯轉化率為91.76%，

4、乙酸松油酯選擇性為38.94%。催化劑重復使用5次時，α-蒎烯轉化率為89.14%，乙酸松油酯選擇性仍達35.90%。
　　將不同類型催化劑分別用于催化α-蒎烯的水合反應，經(jīng)篩選，發(fā)現(xiàn)離子液體十八胺聚氧乙烯醚硫酸鹽([AC1815][HSO4])對催化α-蒎烯合成松油醇的反應顯示出良好的催化活性。同時，通過對反應時間、反應溫度等反應條件和循環(huán)使用性的考察，得出較佳工藝條件為：n(α-蒎烯)：n(離子液體)：n(氯乙酸)：n(水)=

5、1：0.05:1:5，n(α-蒎烯)=0.06 mol，反應溫度為80℃，反應時間8h。較佳條件下，α-蒎烯轉化率為94.0%，松油醇選擇性為59.2%。該催化劑在重復使用第5次時，α-蒎烯轉化率為91.5%，松油醇選擇性為58.4%，具有較好的催化活性和重復使用性。
　　總之，本文合成的十八胺聚氧乙烯醚類離子液體，合成方法簡單，而且能夠與α-蒎烯形成溫控兩相體系，此類離子液體作為催化劑催化α-蒎烯酸催化反應表現(xiàn)較高的催化活性，且