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(yáng)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(wú)機(jī)和有機(jī)堿的堿性、對(duì)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(diǎn)。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(wèn)題，如堿性離子液體的結(jié)構(gòu)存在爭(zhēng)議;將其用于催化反應(yīng)時(shí)，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(duì)于深入認(rèn)識(shí)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(jì)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(duì)其存在的微觀狀態(tài)進(jìn)行了研究?？疾炝司哂胁煌瑯O性的溶劑分子對(duì)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(duì)C-N鍵形成反應(yīng)的影響。作為國(guó)家自然科學(xué)基金(21003039)資助的一部分，主要研究?jī)?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(jì)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(duì)離子液體各個(gè)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(cè)定的方法對(duì)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(yáng)離子的結(jié)構(gòu)、烷基鏈長(zhǎng)度、陰離子的性質(zhì)對(duì)其熔點(diǎn)、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(duì)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(yáng)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