咪唑陰離子型離子液體的性質(zhì)及其在Michael加成反應(yīng)中的應(yīng)用研究.pdf

1、離子液體作為一種新型的功能化介質(zhì)，因其本身具有的特殊物理化學(xué)性質(zhì)，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于有機(jī)合成反應(yīng)、材料制備、電化學(xué)、氣體吸收、萃取與分離、生物質(zhì)利用等領(lǐng)域。堿性離子液體是陰陽離子至少有一種呈堿性的離子組成的一類功能化的離子液體。與傳統(tǒng)的堿相比，它綜合了無機(jī)和有機(jī)堿的堿性、對水和空氣穩(wěn)定、易分離、催化效率高和可循環(huán)利用等優(yōu)點。因而，堿性離子液體有望作為傳統(tǒng)堿催化劑的替代品，并且已經(jīng)得到了研究者的廣泛關(guān)注。然而，堿性離子液體在發(fā)展應(yīng)用中仍然存

2、在一些問題，如堿性離子液體的結(jié)構(gòu)存在爭議;將其用于催化反應(yīng)時，不能明確闡述離子液體在反應(yīng)中所起的作用等。因此，研究堿性離子液體的微觀存在狀態(tài)，及其與反應(yīng)體系中各組分之間的相互作用，對于深入認(rèn)識堿性離子液體在反應(yīng)中發(fā)揮的作用具有重要的意義。
　　本文設(shè)計合成了一系列咪唑陰離子型的功能化離子液體，利用核磁共振波譜技術(shù)對其存在的微觀狀態(tài)進(jìn)行了研究。考察了具有不同極性的溶劑分子對其結(jié)構(gòu)的影響。并將其應(yīng)用于含氮化合物與α，β-不飽和化合物的

3、Michael加成反應(yīng)中，研究了該離子液體對C-N鍵形成反應(yīng)的影響。作為國家自然科學(xué)基金(21003039)資助的一部分，主要研究內(nèi)容如下:
　　1.分別以1-烷基-3-甲基咪唑鹵鹽([Cnmim]Br n=2，4，6，8，[Cnmim]C1 n=10，12)，1，2-二甲基-3-丁基咪唑溴鹽([C4 mmim]Br);1-羥乙基-3-甲基咪唑溴鹽([HOEmim]Br)和溴化四烷基銨鹽([N4444]Br)為底物，參照文獻(xiàn)的方法

4、，設(shè)計并合成了9種咪唑陰離子型的功能化離子液體/咪唑咪唑鹽。主要包括1-烷基-3-甲基咪唑咪唑鹽([Cnmim]Imn=2，4，6，8，10，12);1，2-二甲基-3-甲基咪唑咪唑鹽([C4mmim]Im);1-羥乙基-3-甲基咪唑咪唑鹽([HO Emim] Im)和溴化四丁基銨咪唑鹽([N4444] Im)。其中離子液體[Cnmim]Im(n=10，12)和[N4444]Im由本文首次合成。利用核磁共振波譜技術(shù)對離子液體各個氫原子和

5、碳原子的位置進(jìn)行了歸屬。利用差示掃描量熱、熱重分析和堿度測定的方法對離子液體的性質(zhì)進(jìn)行了表征。并與具有常規(guī)陰離子的離子液體的性質(zhì)進(jìn)行了比較，分析了離子液體陽離子的結(jié)構(gòu)、烷基鏈長度、陰離子的性質(zhì)對其熔點、熱分解溫度和堿度的影響。
　　2.在298.15K下，利用核磁共振波譜技術(shù)對咪唑陰離子型離子液體[C4mim]Im在不同極性溶劑中存在的微觀狀態(tài)進(jìn)行研究。探討了該離子液體中陰陽離子之間的相互作用類型，并且研究了不同極性的質(zhì)子和非質(zhì)子