微波辐射下磺酸基功能化离子液体无溶剂催化合成4-甲基香豆素及其衍生物

研究了3种磺酸基功能化离子液体催化香豆素及其衍生物的合成,取代酚与乙酰乙酸乙酯在无溶剂微波辐射条件下,通过Pechmann缩合反应,合成了一系列4-甲基香豆素衍生物,探讨了反应时间、反应温度、催化剂用量、离子液体重复使用性能诸因素对产品产率的影响。结果表明,离子液体[C3SO3Hmim]HSO4是合成目标产物的良好催化剂,微波辐射时间10 min,反应温度100℃,n(酚)∶n(乙酰乙酸乙酯)=1∶1,催化剂用量x([C3SO3Hmim]HSO4)=20%时,最高产率可达94%。该法反应条件温和,操作简便,产物易分离,产率高,环境友好,离子液体可重复使用4次。

多核磺酸基功能化离子液体催化合成叔丁基甘油醚

制备了两种多核磺酸功能化离子液体,并对其催化甘油和叔丁醇醚化反应的催化性能进行了研究。结果表明:多核磺酸功能化离子液体较市售单核磺酸离子液体具有更好的催化性能,其中1,3,5,7-四丁基磺酸-六次甲基四铵硫酸氢盐离子液体(MIL1)的催化性能最佳。在最佳实验条件下,甘油转化率超过86%,MTBG、DTBG和TTBG的选择性分别超过51%、44%和4%。

磺酸功能化离子液体催化制备薯蓣皂苷元研究

目的:探索磺酸功能化离子液体1-磺丁基-3-甲基咪唑三氟甲烷磺酸盐([BHSO_(3)MIm]CF3SO_(3))作为催化剂在薯蓣皂苷元制备中的应用。方法:以盾叶薯蓣提取粗皂苷为原料、[BHSO_(3)MIm]CF3SO_(3)为催化剂,水解制备薯蓣皂苷元。通过单因素试验对反应温度、反应时间、离子液体用量、溶剂体积进行考察,采用响应面分析方法进一步优化反应条件,确定最佳反应条件。进行12次循环实验,考察该离子液体循环使用性能。结果:最佳反应条件为反应温度100℃、反应时间5.17 h、离子液体用量2.56 g、水溶剂体积6 mL,在该条件下薯蓣皂苷元产率为12.99%。该离子液体循环6次时,循环效率为82.70%,循环10次时循环效率降至58.12%。结论:在薯蓣皂苷元制备过程中,[BHSO_(3)MIm]CF3SO_(3)作为酸催化剂,表现出了水解效率高、性能稳定、易于回收、循环使用性能良好等优势,具备较强的应用前景。

苯并噻唑型功能化离子液体催化酮酚缩合反应的研究

以N-(3-磺酸基丙基)苯并噻唑、N-(3-磺酸基丙基)-2-巯基苯并噻唑为阳离子和硫酸氢根、对甲苯磺酸根为阴离子合成了4种功能化离子液体(ILs)。利用IR、1HNMR和MS对ILs进行结构表征;利用Hammett法和Ellman法对功能化离子液体的酸度和有效巯基含量等催化性能指标进行表征。同时,评价了该系列功能化离子液体在苯酚分别与环己酮、苯乙酮缩合反应中的催化效果,其中以阳离子结构中含有—SH、阴离子为对甲苯磺酸根的功能化离子液体对不同的酮底物均表现出良好的催化效果。考察反应温度对ILs催化酮酚缩合反应的影响,探究脂肪酮和芳酮的反应活性差异,结果表明,环己酮反应活性明显高于苯乙酮,且酚酮缩合反应是具有动力学和热力学控制特征的反应。基于实验结果分析了ILs催化酮酚缩合反应的可能机理。

醚基功能化离子液体[C_(2)2O1IM][NTf_(2)]+甲酰胺(FA)/二甲基甲酰胺(DMF)二元混合物的物理化学性质研究

1-(2-甲氧基乙基)-3-乙基咪唑双三氟甲基磺酰亚胺盐([C_(2)2O1IM][NTf_(2)])作为醚基功能化离子液体具有热稳定性好、低黏度、较高的电导率等许多优良特性。对[C_(2)2O1IM][NTf_(2)]+甲酰胺(FA)/二甲基甲酰胺(DMF)二元混合物进行了研究,测定在温度15~50℃和大气压下整个组成范围内此二元混合物的密度ρ、声速u和黏度η。根据实验数据,计算了体系的超额摩尔体积V_(m)^(E)、等熵压缩系数偏差Δκ_(s)和黏度偏差Δη。所得结果用这些混合物中发生的分子间相互作用来解释。

两种基于哌嗪阳离子的磺酸功能化离子液体的合成及其结构表征和物理性质测定

以哌嗪、1,4-丁磺酸内酯及硫酸或磷酸为原料,合成了两种基于哌嗪阳离子的磺酸功能化酸性离子液体硫酸氢盐([(HSO3-b)2pi]2+.2[HSO4]-)和1,4-二(4-磺酸基丁基)哌嗪磷酸二氢盐([(HSO3-b)2pi]2+.2[H2PO4]-);利用傅立叶变换红外光谱、核磁共振氢谱和碳谱表征了两种产物的结构,并测定了其熔点、黏度、电导率、热稳定性等物理性质.

功能化离子液体催化氧化偏三甲苯合成2,3,5-三甲基苯醌

以磺酸基功能化离子液体与CuCl2的配合物为催化剂,H2O2为氧化剂,直接催化氧化偏三甲苯合成2,3,5-三甲基苯醌。考察了催化剂用量与配比、反应温度、反应时间等因素对反应的影响。探讨了功能离子液体与CuCl2的配合物催化氧化反应机理。该催化剂体系具有较好的活性和选择性,2,3,5-三甲基苯醌产率达78.7%,纯度为99.5%。该方法具有原子经济性好,生产成本低,环境污染小,催化剂可循环利用,为工业生产2,3,5-三甲基苯醌提供了一种较好的方法。

酸性功能化离子液体1-(3-磺酸基)丙基-3-甲基咪唑磷酸盐的制备及在Mannich反应中的应用

探索了酸性功能化离子液体1-(3-磺酸基)丙基-3-甲基咪唑磷酸盐的微波合成及在Mannich反应中的催化活性。利用正交实验的方法,考察了反应条件对产率的影响,结果表明,当n(对硝基苯甲醛):n(环己酮):n(苯胺)=1:1:1.5,催化剂用量为0.7g,微波辐射功率为400W,辐射10min时,产率可达84.56%。

磺酸基功能化季铵盐离子液体催化油酸制备生物柴油

合成8种磺酸基功能化季铵盐离子液体,测定其腐蚀速率,并以离子液体为催化剂催化油酸与甲醇发生酯化反应制备生物柴油,研究工艺条件对生物柴油产率的影响.结果表明:离子液体[(CH3CH2)3N-(CH2)3SO3H][C7H7O3S]对黄铜、碳钢、不锈钢的腐蚀速率分别为硫酸的1/345,1/38和1/608,酸与甲醇和离子液体的摩尔比为1∶4∶0.05,反应温度为120℃,反应时间为0.5h,则生物柴油产率可达97.83%;催化剂重复使用5次后活性无明显变化,表明其催化油酸制备生物柴油的稳定性高,离子液体可回收重复使用.

磺酸功能化聚合离子液体基磁性吸附剂的制备及对敌草快的萃取

有效萃取复杂食品样品中的极性污染物是实现其准确测定的瓶颈,也是食品安全分析的难点。针对污染物的结构特点,设计和发展能与之产生特定作用的新型材料是高效萃取的关键。敌草快是一种广谱性除草剂,为碱性的阳离子有机化合物。该文以1-乙烯基咪唑和1,3-丙磺酸内酯为原料合成了磺酸功能化的离子液体,通过自由基聚合反应,将其固载至磁性纳米颗粒表面,得到磺酸功能化的聚(1-乙烯基-3-丙基磺酸基咪唑氯盐)修饰的磁性纳米颗粒(Poly([VPImi-SOH][Cl])-MP)。采用红外光谱、扫描电镜、振动样品磁强计和热重分析等对其结构、形貌和磁性进行了表征。将其作为磁性固相萃取的吸附剂,萃取青菜中的敌草快。磺酸基的功能化使Poly([VPImi-SOH][Cl])-MP的表面在一定pH下带有丰富的负电荷,与敌草快之间产生强的静电吸引作用,可实现对敌草快的有效萃取。对影响萃取效率的各种参数如溶液pH、吸附剂质量、吸附时间、解吸剂种类和体积等进行了优化。在优化条件下,结合磁性固相萃取和高效液相色谱技术,对方法的性能及适用性进行了考察。敌草快在0.2~20μg/g内具有良好的线性(r=0.9981),检出限(S/N=3)和定量限(S/N=10)分别为0.09μg/g和0.2μg/g;3个水平(0.5、1.0和2.5μg/g)下的加标回收率为82.7%~97.5%,相对标准偏差为2.8%~5.0%(n=3)。结果表明,磺酸功能化的Poly([VPImi-SOH][Cl])-MP能快速、有效地萃取敌草快,建立的方法能用于青菜中敌草快的准确测定。

磺酸功能化离子液体催化合成α-甲基丙烯酸十二酯

以磺酸功能化离子液体代替对甲苯磺酸为催化剂催化合成α-甲基丙烯酸十二酯,比较不同离子液体的催化性能,选出最佳催化剂,探索其催化的最优条件并考察离子液体的循环使用效果,最终找到离子液体代替对甲苯磺酸做催化剂的优势。结果表明[(CH_3CH_2)_3N(CH_2)_3SO_3H][HSO_4]离子液体催化效果最好,最优条件为m([(CH_3CH_2)_3N(CH_2)_3SO_3H][HSO_4])/m(total)×100%=1.4%,n(α-methacrylic acid):n(lauryl alcohol)=2.0:1.0,m(inhibitor)/m(total)×100%=0.05%,反应温度为140℃,反应时间为4 h,酯化产率可达71.0%。循环使用5次后,酯化产率无明显下降。离子液体代替对甲苯磺酸做催化剂,提高了酯化产率,减少了粗酯处理中碱液和水的用量,从而减少了废水排放量,降低对环境的污染。

醚基功能化离子液体催化合成乙酸正丁酯

合成了5种醚基功能化酸性离子液体[Me(OEt)_1-MOR-C_3SO_3H][MeSO_3]、[Me(OEt)_2-MOR-C_3SO_3H][MeSO_3]、[Me(OEt)3_-MOR-C_3SO_3H][MeSO_3]、[2(C_3SO_3H-MOR)-(OEt)_(200)][2MeSO_3]、[2(C_3SO_3H-MOR)-(OEt)_(400)][2MeSO_3],使用红外光谱和核磁共振氢谱对合成的离子液体结构进行表征,考察离子液体的黏度、溶解性和腐蚀性。以正丁醇和乙酸的酯化反应考察了离子液体的催化活性,并使用响应面分析法优化反应工艺。结果表明,当酸醇摩尔比为1.2:1、催化剂[2(C_3SO_3H-MOR)-(OEt)_(400)][2MeSO_3]用量为醇质量的5%、带水剂用量为醇质量的16%时,在90℃下反应5 h,酯收率可达97.8%,离子液体经回收干燥重复使用8次催化活性没有明显的降低。

磺酸功能化离子液体催化制生物柴油的性能

通过1-烯丙基咪唑与1,4-丁基磺酸内酯反应制备的两性离子分别与硫酸、三氟甲基磺酸、磷钨酸、磷钼酸和硅钨酸直接反应制备了5种磺酸功能化离子液体。采用1 H NMR、FTIR、TG/DTA等技术手段对其结构及热稳定性进行了表征。最后通过催化油酸与甲醇酯化反应制生物柴油过程对催化剂的催化活性和重复使用性进行了评价。结果表明,5种离子液体均具有高催化活性(高于浓硫酸),并且重复使用4次后,催化活性基本保持不变。3种杂多酸离子液体不溶于产物,以固态形式与产物混合,为其回收和重复利用提供了有利条件。

N-酯基取代吡啶功能化离子液体的合成与表征

合成了系列新型N-酯基取代吡啶功能化离子液体,采用NMR、FTIR、ESI-MS、TG-DSC等表征手段,对其结构组成和物理性质进行了全面的表征.结果表明,阴离子相同的N-酯基功能化离子液体与常规溶剂的相溶性基本相同,由于酯基的引入,这类离子液体与乙酸乙酯的相溶性降低.含有相同阴离子的N-酯基吡啶功能化离子液体的熔点随着取代基碳链的增长逐渐下降,阴离子为BF4-、PF6-的功能化离子液体具有较好稳定性,热分解温度在300℃左右.通过酯基对离子液体阳离子进行功能化,可以对离子液体的物理、化学性能进行调变.

Brnsted双核磺酸功能化离子液体催化制备生物柴油

以吗啡啉、1,3-丙烷磺内酯、1,4-二溴丁烷和浓硫酸为原料,通过三步法合成了双-(4-(3-磺丙基)吗啡啉)亚丁基双硫酸氢盐(Bi-[C_3SO_3Hnhm]H_SO_4)双核磺酸功能化离子液体。分别采用FT-IR和TG对合成的离子液体的结构和热稳定性进行表征;同时测定了该离子液体的溶解性、酸性及对奥氏体型不锈钢316的腐蚀性。此外,考察了该离子液体催化大豆油和甲醇反应制备生物柴油的工艺条件中。结果表明,合成的离子液体与目标产物一致,具有较高的热稳定性,能够溶解于极性溶剂,且具有较强的酸性,98%浓硫酸对钢样的腐蚀速率为离子液体的近8倍。当醇油摩尔比为14∶1、离子液体加入量为大豆油和甲醇总质量的5%、反应时间为8 h、反应温度为60℃时,生物柴油的收率为95.4%,且该离子液体经回收、真空干燥,重复使用6次后生物柴油的收率仍然能够达到91.2%。

功能化离子液体氯化1-(2-羟乙基)-3-甲基咪唑噁盐催化的Knoevenagel缩合反应

在无溶剂条件下 ,采用催化量的功能化离子液体氯化 1 甲基 3 羟乙基咪唑盐作为催化剂 ,在 80℃条件下顺利地催化一系列芳醛和活泼亚甲基化合物进行Knoevenagel缩合反应 ,以 82 %～ 97%的产率生成相应E 式烯烃 .反应在中性条件下进行 ,条件温和 ,产率高 。

酯基功能化离子液体作为钢/钢摩擦副润滑剂的摩擦学性能研究

合成了含酯基官能团的咪唑类离子液体;研究了其物化性质及热稳定性;通过与非功能化的烷基咪唑离子液体对比,在SRV摩擦磨损试验机上研究了常温及高温条件下酯基功能化离子液体作为钢/钢摩擦副润滑剂的摩擦学性能;用SEM和XPS对磨斑表面进行了分析.结果表明:酯基功能化离子液体具有很高的热稳定性;酯基团的引入使得离子液体的黏度有所增加,导致其在较低载荷下的减摩性能降低,但引入的酯基官能团增强了离子液体对金属表面的化学吸附力,使其抗磨性能显著提高,在高载荷下离子液体分解所产生的活性元素氟与摩擦副表面的金属发生摩擦化学反应,生成以氟化亚铁和氧化铁为主体的边界润滑膜,从而降低了摩擦和磨损.同时发现含有TF2N-阴离子的功能化离子液体较含有BF4-阴离子的功能化离子液体具有更好的抗磨性能;含有较长N-烷基链的功能化离子液体的抗磨减摩性能较好.

含酯基功能化离子液体的合成表征及其性质

通过两步法合成了含酯基官能团的咪唑类离子液体1-乙酸乙酯基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐,采用核磁共振、红外光谱、元素分析对其进行了结构表征,证明了该合成方法的可靠性;对功能化离子液体的基本物化性质、黏温性、吸湿性、溶解性、熔点及热稳定性等进行了研究,并选择了含有相同烷基的1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐的传统离子液体进行对比,发现官能团的引入,使传统烷基咪唑类离子液体呈现出不同的特性。该研究结果为进一步开展功能化离子液体的摩擦学研究打下了基础。

含酯基功能化离子液体润滑剂的摩擦学性质

合成了含酯基官能团的功能化离子液体1-乙酸乙酯基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([EAMIM]BF4),对其物化性质进行了测定,并选择了含有相同烷基的传统离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([BMIM]BF4)进行对比,在四球摩擦机上研究了这两种离子液体的摩擦学性能,用SEM和XPS对磨斑表面的形貌和主要元素进行了分析,并探讨了两种离子液体不同的润滑机理。结果表明,[EAMIM]BF4所具有的较高黏度导致其在低载荷下的减摩性稍差,但由于其所含的酯基官能团在摩擦表面形成化学吸附边界润滑膜,故其抗磨性较[BMIM]BF4好。

磺酸功能化离子液体用于催化反应的最新进展

磺酸功能化离子液体是指在有机阳离子中引入一个或多个磺酸基(—SO3H),或者阴离子为磺酸的Brnsted(B酸)型离子液体,其酸性强、极性大、活性高。简要介绍了磺酸功能化离子液体的合成方法,详细阐述了在多种有机催化反应中的应用,展望了磺酸功能化离子液体的发展前景。