功能化離子液體的合成、表征及催化性能的研究.pdf

1、目前在化學(xué)工業(yè)中大量使用的有毒、易揮發(fā)的有機(jī)溶劑違背了綠色化學(xué)的理念，因此，近年來，離子液體作為可替代現(xiàn)有揮發(fā)性有機(jī)溶劑的新型綠色溶劑引起人們廣泛的關(guān)注。離子液體是室溫下的液體電解質(zhì)，它由有機(jī)陽離子和無機(jī)或有機(jī)陰離子組成，具有高熱穩(wěn)定性、可忽略的蒸汽壓、寬的液態(tài)溫度區(qū)間、良好的導(dǎo)電性、可調(diào)控的對(duì)極性及非極性物質(zhì)的良好溶解性、可用于催化有機(jī)反應(yīng)、可循環(huán)使用等優(yōu)點(diǎn)，有關(guān)離子液體的組成、性質(zhì)、合成及應(yīng)用的研究正在蓬勃開展。 本論文主要

2、是關(guān)于功能化離子液體的合成、表征及其催化性能的研究。論文主要分為三個(gè)部分，第一部分是堿性離子液體催化Knoevenagel縮合反應(yīng)，第二部分是酸性離子液體催化氧化脫硫的研究，第三部分是不對(duì)稱陰離子離子液體的合成。 在堿性離子液體催化Knoevenagel縮合反應(yīng)中，我們以環(huán)境友好的堿性離子液體催化劑代替?zhèn)鹘y(tǒng)有機(jī)催化劑，以水代替?zhèn)鹘y(tǒng)揮發(fā)性的、對(duì)環(huán)境有毒害的有機(jī)溶劑進(jìn)行Knoeverlagel縮合反應(yīng)，在反應(yīng)溫度為30℃的溫和條件下

3、，醛，酮與活潑亞甲基化合物進(jìn)行縮合反應(yīng)生成了取代烯烴，產(chǎn)率達(dá)到70％-97％。利用不同極性的有機(jī)溶劑代替水進(jìn)行反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)水作為溶劑的活性優(yōu)于其它有機(jī)溶劑。該堿性離子液體催化劑可以循環(huán)使用6次反應(yīng)活性無明顯降低。 在酸性離子液體催化氧化脫硫中，我們用酸性離子液體[HMIM]BF<,4>來催化氧化深度脫硫。在不同的反應(yīng)條件下，用該體系分別對(duì)油品中模型化合物如二苯并噻吩、苯并噻吩、噻吩、硫醚等(硫含量均為1000 μg/mL)進(jìn)行氧化

4、脫硫，脫硫率可達(dá)到50％-93％，脫硫效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于離子液體萃取脫硫。通過對(duì)脫硫結(jié)果的比較，我們發(fā)現(xiàn)該體系對(duì)于噻吩類含硫化合物的脫硫活性順序?yàn)槎讲⑧绶?DBT))苯并噻吩(BT))噻吩(TH)。該酸性離子液體催化劑可以循環(huán)使用6次而脫硫率無明顯降低。 在陰離子結(jié)構(gòu)不對(duì)稱的離子液體的合成中，我們將合成出來的三種新型不對(duì)稱陰離子[C(CN)<,2>(COCH<,3>)]<'->、[C(CN)<,2>(SO<,2>CH<,3>)]<'

5、->及[C(CN)<,2>(COC<,7>H<,15>)]<'->分別與咪唑類陽離子、吡咯烷類陽離子及季銨鹽類陽離子進(jìn)行離子交換，合成出一系列陰離子結(jié)構(gòu)不對(duì)稱的離子液體。通過核磁共振、紅外、高效液相色譜．質(zhì)譜聯(lián)用儀等手段對(duì)離子液體進(jìn)行表征，確定其結(jié)構(gòu)，并且對(duì)離子液體的物化性質(zhì)(如分解溫度，電化學(xué)窗口，熔點(diǎn)等)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)所合成的離子液體熱分解溫度均在291℃-324℃之間，離子液體[BMIm][C(CN)<,2>(COCH<,3>)]