磺酸功能化双核离子液体催化合成双酚F

合成并表征了4种具有Brnsted酸性的磺酸功能化咪唑类离子液体催化剂,考察了其在催化苯酚、甲醛合成双酚F反应中的催化活性.结果表明磺酸功能化双核离子液体双-(3-磺酸丙基-1-咪唑)亚丁基硫酸氢盐([DPSIM][HSO4]2)不仅催化活性最佳,还提高了4,4’-双酚F异构体的含量.以[DPSIM][HSO4]2为催化剂,在苯酚与甲醛摩尔比30∶1、离子液体催化剂质量浓度6.8%、反应温度90℃、反应时间60 min的优化条件下,双酚F收率可达94.1%,同时提出了其催化合成双酚F的反应机理.该离子液体催化剂腐蚀性低,易分离回收,在重复使用6次后,双酚F收率仍在70%以上.     

聚合离子液体在催化转化果糖制备乳酸中的应用

化学法分解糖类制备乳酸大都需要苛刻的反应条件,如高浓度强碱、较高的反应温度等.介绍了一种以聚合离子液体([IMEP]Cl)为催化剂,采用水热法直接催化转化果糖制备乳酸的方法,并对聚合离子液体类型、碱类型、反应温度、[IMEP]Cl与Na OH相对量以及底物浓度等实验条件进行了优化.结果表明,在100℃条件下,底物浓度为25mmol/L时,反应30 min乳酸达到最高收率65%,[IMEP]Cl与Na OH浓度分别为100和50 mmol/L.该方法有效降低了水热法合成乳酸的反应温度和碱浓度,并且[IMEP]Cl经过5次循环利用仍有较好的催化效果,乳酸收率仍保持在55%以上.对该体系催化转化果糖制备乳酸的反应机理进行了初步的推测.表明以聚合离子液体为催化剂催化转化碳水化合物制备乳酸有着较好的前景.     

酸性离子液体催化脂肪酸甲酯聚合制备二聚酸甲酯

 以 Brönsted-Lewis 酸性离子液体为催化剂, 用于催化生物柴油中不饱和脂肪酸甲酯聚合制备二聚酸甲酯反应, 考察了催化剂种类、催化剂用量、反应温度和时间等因素对聚合反应性能的影响, 得到较佳的反应条件. 结果表明, 当以 1-(3-磺酸)-丙基-3-甲基咪唑氯锌酸盐[HO3S-(CH2)3-mim]Cl-ZnCl2 (ZnCl2 摩尔分数为 0.67) 为催化剂, 生物柴油 15 g, m(生物柴油):m(离子液体) = 15:1, 于 240 oC 下反应 6 h 时, 二聚酸甲酯收率为 63.2%, 其中三聚体含量小于 5%. 另外, 该催化剂重复使用 5 次后, 二聚酸甲酯收率仍超过 63%, 表明其具有较好的重复使用性能. 离子液体的 Brönsted 和 Lewis 酸位的协同效应显著提高了其催化活性.     

离子液体催化邻二甲苯氯甲基化反应

制备了8种不同链长的溴化烷基咪唑盐和4种丁基类甲基咪唑六氟磷酸盐、四氟硼酸盐、全氟丁基磺酸盐及氯化盐离子液体,研究了咪唑盐类离子液体催化邻二甲苯、氯化氢、多聚甲醛为起始原料的氯甲基化反应. 考察了离子液体类型、催化剂用量、反应温度及反应时间对反应的影响. 反应产物采用气相色谱法进行定量分析;采用GC-MS测试技术进行了定性分析. 结果表明,[C12mim]Br(溴化1-十二烷基-3-甲基咪唑盐)是最适合的催化剂. 其最佳反应条件是:离子液体摩尔分数为4%(与邻二甲苯的摩尔比),温度70 ℃,反应时间10 h,产物收率可达89.8%,TON数达到22.4.     

果糖在酸性离子液体中脱水制备5-羟甲基糠醛

制备了多种离子液体,并将其作为催化剂和溶剂催化果糖脱水制备5-羟甲基糠醛（HMF）。 制备的酸性离子液体包括磺酸基功能化酸性离子液体、咪唑类酸性离子液体和吡啶类酸性离子液体。 利用核磁共振仪和红外光谱仪对离子液体的结构进行表征。 利用紫外可见光分光光度计结合Hammett指示剂计算Hammett酸度函数,比较了酸强度的大小对反应的影响。 结果表明,离子液体的酸强度对反应有较大影响,在无其它催化剂和溶剂的情况下,离子液体具有较高的催化活性,通过使用1-丁基-3-甲基咪唑氯盐(BmimCl)作为催化剂,当反应温度为120 ℃,反应进行到4 h时,HMF收率可以达到74.97%。     

新型酸性离子液体催化的 Knoevenagel缩合反应

研究了一类新型酸性离子液体催化的Knoevenagel缩合反应, 结果表明, 该催化剂适用于一系列芳香/杂环醛与α-取代活性亚甲基化合物间的反应, 反应可在室温下进行, 反应时间短且收率良好(92% ~98%). 该反应体系操作简单, 产物易分离. 提出了可能的反应机理并对机理进行了验证. 该离子液体重复使用5次后仍具有较高的反应活性.     

新型DABCO离子液体催化氮杂Michael加成反应

以三乙烯二胺(DABCO)为原料,通过两步法制备了新型离子液体[DABCO-PDO][BF4]催化剂,并用于催化环亚氨类与丙烯酸酯类、丙烯腈等α,β-不饱和烯类化合物之间的Michael加成反应;考察了催化剂的循环使用性能,讨论了可能的反应机理及催化剂具有高效催化活性的原因.结果表明,在催化剂用量为反应原料的20mol%,反应温度为25℃,反应时间为5h的条件下加成产物的收率为85%以上,催化剂循环使用6次后仍保持82%的催化活性.     

碱性离子液体催化合成三羟甲基丙烷

以碱性离子液体为催化剂, 构建了一种新型、高效的合成三羟甲基丙烷(TMP)的方法. 系统考察了催化剂类型、催化剂用量、反应温度、反应时间、甲醛与正丁醛用量比等因素对三羟甲基丙烷分离收率的影响. 研究结果表明: 碱性离子液体的催化性能与其碱强度息息相关, 碱性越强、催化活性越高. 最优条件下, 经离子液体[bmim]OH催化后, 可得到84%的TMP分离收率, 这一结果优于传统的有机无机碱催化体系且成功规避了传统碱催化合成TMP过程中繁琐的除盐过程、降低了过程能耗. 此外, 离子液体催化剂和未反应的丁醛均表现了良好的重复使用性能.     

DABCO离子液体催化Knoevenagel缩合反应

以三乙烯二胺(DABCO)为原料,通过两步法制备了离子液体[DABCO-PDO][PF6];将其用于催化芳香醛与多种活性亚甲基化合物(丙二腈,氰基乙酸乙酯,苯并噻唑乙腈,苯乙腈)的Knoevenagel缩合反应;讨论了可能的反应机理,并基于催化剂的双重催化作用阐述了反应的高效性.结果表明,该反应体系无需任何溶剂,在室温(25℃)下就能进行,催化剂用量小,反应时间短,收率高,反应后处理简单,反应普适性较高;且催化剂重复使用5次后仍保持很高的催化活性.     

离子液体反应介质中3-羟基丙酸甲酯加氢反应研究

以室温离子液体[Bmim]PF6作为反应介质,研究了四羰基钴钾K[Co(CO)4]催化3-羟基丙酸甲酯(3-HPM)加氢制1,3-丙二醇(1,3-PDO)的反应,并对反应条件进行了优化.同有机溶剂作为反应介质相比,该体系具有更高的选择性和更好的催化活性,并且产物经水萃取便可实现催化体系的回收利用.在反应温度165℃、氢气压力10.5 MPa、反应时间10 h、咪唑为促进剂的较佳反应条件下,3-HPM的转化率可达99.4%,1,3-PDO的收率可达82.9%,催化剂重复使用3次,1,3-PDO的收率不低于70%.并根据实验结果,提出了可能的催化反应机理.     

离子液体[2-aemim]im催化Knoevenagel反应和异噁唑酮合成

以碱性离子液体1-(2-氨基乙基)-3-甲基咪唑咪唑盐([2-aemim]im)作为催化剂,催化Knoevenagel反应和4-芳亚甲基异噁唑-5(4H)-酮衍生物的合成。实验结果表明:在无溶剂条件下,该离子液体对Knoevenagel反应具有很高的催化活性,一系列芳香醛和活泼亚甲基化合物的反应在室温条件下2 min内顺利完成,均以90%以上的高产率生成取代烯烃产物.将该碱性离子液体用于催化乙酰乙酸乙酯或苯甲酰乙酸乙酯、盐酸羟胺和芳香醛三组分一锅法缩合制备4-芳亚甲基异噁唑-5(4H)-酮衍生物,具有反应时间较短、产率较高和后处理简单的特点。离子液体经简单处理后能多次循环使用。     

(6R,7R)-7-氨基-3-[2-(4-甲基-5-噻唑)乙烯基]-8-氧代-5-硫-1-氮杂双环[4.2.0]辛-2-烯-2-羧酸的合成

以1-磺丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐离子液体(b)为反应介质,7-氨基头孢烷酸(7-ACA,2)为原料,与4-甲基-5-甲酰基噻唑经缩合反应制得(6R,7R)-7-氨基-3-[2-(4-甲基-5-噻唑)乙烯基]-8-氧代-5-硫-1-氮杂双环[4.2.0]辛-2-烯-2-羧酸(7-ATCA,1),其结构经1H NMR,13C NMR和IR表征。考察了离子液体及其用量,原料摩尔比r[n(4-甲基-5-甲酰基噻唑)∶n(2)],反应温度和反应时间对1收率的影响。在最佳反应条件[b为反应介质,b用量为20 m L,r=1.3,于65℃反应5 h]下,1收率可达90%以上。     

Catalytic Conversion of Glucose into Levulinic Acid Using 2-Phenyl-2-Imidazoline Based Ionic Liquid Catalyst

Levulinic acid (LA) is an industrially important product that can be catalytically valorized into important value-added chemicals. In this study, hydrothermal conversion of glucose into levulinic acid was attempted using Brønsted acidic ionic liquid catalyst synthesized using 2-phenyl-2-imidazoline, and 2-phenyl-2-imidazoline-based ionic liquid catalyst used in this study was synthesized in the laboratory using different anions (NO₃, H₂PO₄, and Cl) and characterized using ¹H NMR, TGA, and FT-IR spectroscopic techniques. The activity trend of the Brønsted acidic ionic liquid catalysts synthesized in the laboratory was found in the following order: [C₄SO₃HPhim][Cl] > [C₄SO₃HPhim][NO₃] > [C₄SO₃HPhim][H₂PO₄]. A maximum 63% yield of the levulinic acid was obtained with 98% glucose conversion at 180 °C and 3 h reaction time using [C₄SO₃HPhim][Cl] ionic liquid catalyst. The effect of different reaction conditions such as reaction time, temperature, ionic liquid catalyst structures, catalyst amount, and solvents on the LA yield were investigated. Reusability of [C₄SO₃HPhim][Cl] catalyst up to four cycles was observed. This study demonstrates the potential of the 2-phenyl-2-imidazoline-based ionic liquid for the conversion of glucose into the important platform chemical levulinic acid.     

Chloroaluminate Ionic Liquid Immobilized on Magnetic Nanoparticles as a Heterogeneous Lewis Acidic Catalyst for the Friedel–Crafts Sulfonylation of Aromatic Compounds

Chloroaluminate ionic liquid bound on magnetic nanoparticles (Fe₃O₄@O₂Si[PrMIM]Cl·AlCl₃) was prepared and used as a heterogenous Lewis acidic catalyst for the Friedel–Crafts sulfonylation of aromatic compounds with sulfonyl chlorides or p-toluenesulfonic anhydride. The catalyst’s stability, efficiency, easy recovery, and high recyclability without considerable loss of catalytic capability after four recycles were evidence of its advantages. Furthermore, the stoichiometry, wide substrate scope, short reaction time, high yield of sulfones, and solvent-free reaction condition also made this procedure practical, ecofriendly, and economical.     

钼多金属氧酸盐催化微晶纤维素水解制备葡萄糖的研究

合成了8种基于Mo₈O₂₆的钼多金属氧酸盐,采用红外(FT-IR)和核磁共振(NMR)对其结构进行表征,并将其应用于催化纤维素水解。以离子液体1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐([Amim]Cl)为溶剂进行微晶纤维素(MCC)水解反应,考察催化剂及其用量、反应温度、反应时间等条件对水解反应的影响。研究结果表明,本文所制备的钼多金属氧酸盐对微晶纤维素水解反应均具有较好的催化活性。在微波辅助加热条件下,当催化剂[(CH₃)₄N]₄Mo₈O₂₆用量为10 wt%,在170 ℃反应20 min时,纤维素可完全转化,微晶纤维素TRS和葡萄糖收率最高分别为84.5% 和41.5 %。     

[4+2] Annulation of 3-(2,2-diethoxyethyl)-1,3-dicarbonyl compounds with indoles catalyzed by Brønsted acid ionic liquid for the synthesis of carbazoles

Various carbazoles were synthesized via [4+2] annulation of 3-(2,2-diethoxyethyl)-1,3-dicarbonyl compounds with indoles. A Brønsted acid ionic liquid, [BPy]HSO₄, was proven to be effective catalyst for this reaction. The ionic liquid catalyst can be recycled three times without significant loss of its catalytic activity.     

碱性离子液体催化“一锅法”合成1,4-二氢吡喃并[2,3-c]吡唑

在碱性离子液体氢氧化1-丁基-3-甲基咪唑([bmim]OH)催化作用下,由芳香醛、丙二腈、苯甲酰乙酸乙酯和肼或苯肼"一锅法"合成了一系列1,4-二氢吡喃并[2,3-c]吡唑化合物.实验中考察了催化剂、反应温度、催化剂用量、溶剂对反应的影响,确定了最优反应条件,给出了可能的反应机理.此外催化剂可以方便地收回,且循环使用四次其催化活性并没有显著降低.目标产物经过了1H NMR,IR,MS和元素分析确证.合成方法条件温和、反应时间短、产率高且对环境友好.     

微波促进酸性离子液体催化水杨酸酯化

用自制的硫酸氢1-甲基-3-(3-磺酸基丙基)咪唑([MIMPS]HSO4)酸性离子液体作为水杨酸与醇的酯化反应催化剂,考察了温度、时间、物料配比和离子液体用量等因素对酯化反应的影响,优化的最佳反应条件为: 微波辐射时间20 min,反应温度95 ℃,醇与酸摩尔比3∶1(水杨酸的量为0.02 mol),[MIMPS]HSO4用量10 mmol,水杨酸甲酯的产率和选择性分别为91.9%和99.0%。 离子液体回收循环使用4次,催化效率不变。 与热催化酯化反应相比,微波辐射可缩短反应时间;水杨酸与不同碳链醇的酯化产率随着碳链的增加而降低,同碳链的伯醇酯化率比仲醇高。