脯氨酸离子液体催化CO_2合成碳酸丙烯酯机理的密度泛函理论研究

用密度泛函理论研究了脯氨酸离子液体催化CO2合成碳酸丙烯酯的可能反应路径.在M06/6-31+G(d)理论水平上优化反应体系的平衡态和过渡态的几何结构、通过频率分析验证平衡态和过渡态的结构、通过内禀坐标分析确认过渡态与平衡态的连接关系后,在M06/6-311++G(2d,p)理论水平上计算了各点的单点能.结果表明,脯氨酸负离子可以活化催化剂前体2,4-戊二酮,使其失去亚甲基上的质子而形成碳负离子,进而催化CO2合成碳酸丙烯酯;2,4-戊二酮负离子还可以被CO2羧基化,羧基化的2,4-戊二酮负离子催化活性更强,但是羧基化是热力学不利的过程.

咪唑类脯氨酸离子液体水溶液体积性质

在298.15～323.15 K的温度范围内,分别测定了1-丁基-3-甲基咪唑脯氨酸盐[C4mim][L-Pro]、1-己基-3-甲基咪唑脯氨酸盐[C6mim][L-Pro]和1-辛基-3-甲基咪唑脯氨酸盐[C8mim][L-Pro]这3种咪唑类脯氨酸离子液体与水组成的二元混合溶液在全部组成范围内的密度,计算了混合溶液的过量摩尔体积和无限稀释偏摩尔体积,并用相关经验公式进行了拟合。结果表明,混合溶液的密度均随温度的升高而线性减小;当温度和组成一定时,混合溶液的密度随离子液体阳离子上烷基链长度的增加而减小;3种混合溶液的过量摩尔体积均为负值;在相同温度下,3种离子液体和水的无限稀释偏摩尔体积均小于纯离子液体和纯水的摩尔体积,并且下降幅度随离子液体烷基链长度的增加而减小。

L-脯氨酸类离子液体催化醛自身缩合反应

研究了在L-脯氨酸类离子液体催化下,羰基化合物自身羟醛缩合反应。系统考察了反应时间、催化剂的用量及催化剂重复使用等因素对反应的影响,优化了反应条件。结果表明,当反应时间为2.0 h,催化剂用量为2 g/1 mol醛(酮),转化率可达80%以上,选择性可达99%以上。同时该催化剂能够选择性地催化醛类化合物的自身缩合,而酮类化合物不参与反应。

功能化离子液体支载脯氨酸催化的Knoevenagel缩合反应

将L-脯氨酸支载在功能化离子液体四氟硼酸1-（2-羟乙基）-3-甲基咪唑鎓盐上合成了一种功能化的离子液体支载脯氨酸催化剂（[Promim]CF3COO）,该催化剂可在温和条件下顺利地催化丙二腈和一系列芳香醛进行的Knoevenagel缩合反应,目标产物的产率达到80%~98%,选择性为99%以上.反应操作和后处理简单方便,离子液体支载脯氨酸催化剂通过简单的处理即可实现循环利用,以对-氯苯甲醛和丙二腈为反应底物的模板反应,该催化剂可以较稳定地循环使用,到第4次时产率为86%.

功能化离子液体支载脯氨酸的铜配合物催化不对称Henry反应的研究

以离子液体1-甲基-3-(2-羟乙基)咪唑四氟硼酸鎓盐为载体,合成一种新型的功能性离子液体支载脯氨酸,将其作为配体应用到铜催化的不对称Henry反应中。以4-硝基苯甲醛和硝基甲烷的反应为模型,考察金属铜盐、配体与碱的摩尔比、反应温度以及碱对产率和对映选择性的影响。结果表明,最佳反应条件为:以离子液体支载脯氨酸为配体,醋酸铜为铜源,三乙胺为碱,0℃下反应2 h,产率和对映选择性达到最高值,分别为81%和24%。反应后经过简单的萃取就可实现配体及铜盐的回收,可循环使用至少4次。

功能化离子液体支载脯氨酸催化的不对称Henry缩合反应

以L-脯氨酸支载在功能化离子液体四氟硼酸1-（2-羟乙基）3.甲基咪唑鎓盐上的离子液体（[Promim] CF3CO2）为催化剂兼溶剂,可在温和条件下顺利地催化硝基乙烷、硝基甲烷和各种醛的Henry缩合反应,目标产物的产率达79％～ 95％,非对映选择性可达3∶1,对映选择性可达85％ ee.反应操作和后处理简单方便.[Promim] CF3CO2离子液体通过简单的处理即可实现循环利用,以邻-硝基苯甲醛和硝基乙烷为反应底物的模板反应,这种离子液体可以较稳定地循环使用6次,催化活性不降.