双三氟甲烷磺酰亚胺类离子液体对产紫青霉菌株全细胞催化特性的影响

研究了双三氟甲烷磺酰亚胺阴离子Tf_2N~-分别与5种不同阳离子组成的离子液体对产紫青霉菌(Penicillium purpurogenum Li-3)的生长、代谢、细胞膜透性及全细胞催化活性的影响.结果表明,[N_(1,4,4,4)]Tf_2N对产紫青霉菌的生长有促进作用,[Py_(14)]Tf_2N,[Bmim]Tf_2N,[BPy]Tf_2N和[P_(6,4,4,4)]Tf_2N 4种离子液体对产紫青霉菌的生长则均有不同程度的抑制.代谢活力保留值R的测定结果表明,[P_(6,4,4,4)]Tf_2N和[N_(1,4,4,4)]Tf_2N对产紫青霉菌体细胞表现出相对较高的生物相容性;5种离子液体对菌体细胞的细胞膜透性均有改善作用.全细胞催化反应数据显示,最优离子液体为[P_(y14)]Tf_2N,当其加入量为25%,反应84 h后,单葡萄糖醛酸基甘草次酸(GAMG)产率高达95.38%.5种离子液体对产紫青霉菌的生长、代谢、细胞膜透性及全细胞催化活性的影响不仅与阴离子Tf_2N~-有关,阳离子的组成、结构和性质也发挥重要的作用.     

呋喃类化合物在离子液体和硅胶负载离子液体中的Diels-Alder反应研

以1-丁基3-甲基咪唑盐作为离子液体阳离子,与三种不同阴离子BF4、PF6、Tf2N组成性质不同的三种离子液体,催化呋喃类和丁炔二羧酸酯之间发生的Diels-Alder反应,合成了一系列化合物,研究了离子液体的催化效果。研究表明,呋喃类化合物的极性越低, Diels-Alder 反应的活性越高。在含硫的呋喃类化合物的反应中,当以 [Bmim]PF6 作为离子液体时,Diels-Alder 反应的产率可达到53%。另外,当 [Bmim]PF6 离子液体被吸附在硅胶表面上时,Diels-Alder的反应产率有所提高。     

呋喃类化合物在离子液体和硅胶负载离子液体中的Diels-Alder反应

以1-丁基-3-甲基咪唑盐作为离子液体阳离子,与3种不同阴离子BF4、PF6、Tf2N组成性质不同的3种离子液体,催化呋喃类和丁炔二羧酸酯之间发生Diels-Alder反应,合成了一系列化合物,研究了离子液体的催化效果.研究结果表明,呋喃类化合物的极性越低, Diels-Alder反应的活性越高.在含硫的呋喃类化合物的反应中,当以[Bmim]PF6作离子液体时,Diels-Alder反应产率可达53%.当[Bmim]PF6离子液体被吸附在硅胶表面上时,Diels-Alder的反应产率有所提高.     

离子液体中酮肟O-烷基化反应的研究

以[Bmim]PF6,[Bmim]BF4,[Bmim]OH为介质,以NaOH为缚酸剂,由酮肟与卤烷、硫酸酯等烷基化剂在20～40℃反应1～2h,以52%～94%的收率制备了酮肟醚衍生物,产物结构经1HNMR,GC-MS表征.结果表明,该方法简便易操作,所用离子液体对环境友好,并可循环使用.     

咪唑离子液体催化下胺对α,β-不饱和酰胺的迈克尔加成反应

咪唑类离子液体作为可循环使用的绿色催化剂,近几年广泛应用于有机合成反应中.研究了4种1-丁基-3-甲基咪唑类离子液体在无溶剂室温条件下对胺和不饱和酰胺的迈克尔加成反应,发现[Bmim][NH_2CH_2COO]离子液体显现出较高的催化活性,当加入15%的催化剂反应3h均能得到较高的产率.此外,所用催化剂能够循环利用并能大规模生产.     

吡咯烷酮酸性离子液体中硼酸酯的催化合成

研究了硼酸与频哪醇和环己醇在离子液体1-甲基-2-吡咯烷酮硫酸氢盐（[Hnmp]HSO4）、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐（[Bmim]BF4）及1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([Bmim]PF6)中生成2-环己氧基-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼烷的酯化反应。 考察了不同离子液体、反应温度、反应时间和离子液体与反应物物质的量比等对反应的影响。 结果表明,当n(硼酸)∶n(频哪醇)∶n(环己醇)∶n([Hnmp]HSO4)=1∶1∶1∶1,反应温度为70 ℃和反应时间为4 h时,硼酸酯的产率为72.5%,离子液体重复使用4次,催化活性无明显降低。     

[Bmim]Cl/FeCl3离子液体催化α-生育酚与β-D-五乙酰葡萄糖的糖基化反应

以[Bmim]Cl/FeCl₃(三氯化铁/氯化丁基甲基咪唑)离子液体作为反应介质和催化剂, 考察了离子液体的酸度、反应温度及反应时间对α-生育酚与β-D-五乙酰吡喃型葡萄糖糖基化反应的影响. 结果表明, 离子液体的催化活性与其酸强度密切相关, 离子液体的酸性越强, 其对此糖基化反应催化活性越高. 在FeCl₃与[Bmim]Cl物质的量比为2的[Bmim]Cl/FeCl₃离子液中, α-生育酚与β-D-五乙酰吡喃型葡萄糖在45 ℃下反应3 h, 可以得到较高的转化率, α-生育酚的转化率最高可达70.2%. 同有机溶剂作为反应介质相比, 反应条件温和, 反应时间短, 室温离子液体具有更好的催化活性, 所得产物与离子液体不溶, 便于分离, 催化体系可循环使用, 且对环境友好.     

先锋褐煤在离子液体1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐作用下热溶解聚及其产物分析

考察了先锋褐煤(XL)在高温稳定性很好的离子液体1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐([Bmim]OTf)中的解聚性能,并对其在不同热溶条件下解聚所得热溶物和残煤进行了分析表征。结果表明,[Bmim]OTf对XL具有较好的解聚性能。在280℃,[Bmim]OTf/XL为3.5下解聚4h,[Bmim]OTf对XL的萃取率(以四氢呋喃可溶物计)为20.1%。四氢萘(THN)、H₂和催化剂ZnCl₂的加入可显著促进XL在[Bmim]OTf中的解聚,相比于XL在[Bmim]OTf作用下的萃取率,THN、H₂和催化剂ZnCl₂的加入使可溶物的收率分别提高到30.0%、36.9%和46.8%。产物分析结果表明,在[Bmim]OTf热溶解聚XL的过程中THN的加入使得XL经离子液体[Bmim]OTf解聚所得热溶物中氢键的数量明显增加;H₂和ZnCl₂的添加分别增加了产物中脂肪烃和芳烃的含量。     

己内酰胺三氟甲磺酸离子液体中甲苯的区域选择性硝化

以三氟甲磺酸和己内酰胺为原料制备了一种新型离子液体己内酰胺三氟甲磺酸([CP]OTf),用1HNMR、FTIR对其结构进行了表征。并把[CP]OTf作为催化剂和溶剂,用于催化甲苯的硝化反应。借助气相色谱研究了[CP]OTf的用量、硝化温度、反应时间、硝酸浓度和离子液体的重复使用等因素对甲苯硝化反应区域选择性和产率的影响。结果表明：在反应温度55℃,反应时间6h,甲苯与95%浓硝酸的摩尔比为1：1,离子液体用量占甲苯摩尔数的15%时,产物中邻对位硝基甲苯摩尔比为1.12,较浓硫酸催化硝化的相应值(1.67)显著降低,硝基甲苯的产率达到78.41%,[CP]OTf表现出了优良的催化活性和对位选择性。[CP]OTf) 重复使用5次,其催化活性及对位选择性变化很小。     

Brønsted酸性离子液体催化合成聚甲醛二甲醚的研究

合成并表征了两种Brønsted酸性离子液体N-甲基-2吡咯烷酮硫酸氢盐([Hnmp]HSO₄)和N-甲基-2吡咯烷酮对甲苯磺酸盐([Hnmp]PTSA),对两种离子液体在由甲缩醛和多聚甲醛缩合制备聚甲醛二甲醚(DMM_n,n > 1)反应中的催化性能进行了研究.结果显示,离子液体的催化活性与其酸性相关,离子液体[Hnmp]HSO₄具有较高的催化活性;当离子液体[Hnmp]HSO₄ 的用量为2.0%(质量分数)、m(甲缩醛)/m(多聚甲醛)= 2.00、反应温度110℃、反应时间6 h时,甲缩醛的转化率和DMM_3~8 的选择性分别为52.28%和49.18%.反应结束后,离子液体[Hnmp]HSO₄与产物自动分成两相,且该离子液体的稳定性好,重复使用五次后仍有较高的催化活性.     

四羰基钴/咪唑离子液体在羰基化合成丙二酸二甲酯反应中的催化性能

采用原位法合成了不同类型的四羰基钴/咪唑离子液体催化剂, 并考察了其在氯乙酸甲酯羰基化反应中的催化性能. 研究了咪唑环上不同支链对催化活性的影响. 结果表明, 1-丁基-3-甲基咪唑羰基钴离子液体[Bmim][Co(Co)₄]不仅催化活性高, 选择性好, 而且对空气和水有较好的稳定性能. 在p_CO=2.0 MPa, 85 ℃, 反应3 h的条件下, [Bmim][Co(Co)₄]催化剂循环使用4次, 氯乙酸甲酯的平均转化率为94.3%, 丙二酸二甲酯的平均选择性和平均产率分别为98.5%和92.9%. 与传统的Na[Co(Co)₄]催化剂相比, [Bmim][Co(Co)₄]催化剂在保证高活性的条件下可以实现羰基钴催化剂的直接循环使用.     

酸功能化离子液体催化合成聚缩醛二甲醚

对以酸功能化离子液体[Hnmp]HSO4、[Hnmp]H2PO4、[Hnmp]PTSA和[PyN(CH2)3SO3H]HSO4催化三聚甲醛和甲醇缩合制备聚缩醛二甲醚(PODEn,n1)的反应进行了研究,考察了催化剂用量、物料配比、温度和时间等对反应活性的影响。结果表明,离子液体的催化活性与其酸性相关。[PyN(CH2)3SO3H]HSO4具有较高的催化活性;当[PyN(CH2)3SO3H]HSO4的用量为2.0%、甲醇和三聚甲醛的物质的量比为2.0、反应温度110℃、反应压力2.0 MPa、反应时间6 h时,三聚甲醛的转化率和PODE3~8的选择性分别为97.69%和32.54%。反应结束后,[PyN(CH2)3SO3H]HSO4与产物可自动分成两相。     

磁芯负载离子液体凝胶微球的制备、表征及在固定化细胞技术中的应用

选取具有良好生物相容性的壳聚糖(CS)包覆四氧化三铁纳米粒子(Fe₃O₄/CS)作为磁响应材料, 制备了磁芯负载1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([BMIM]PF₆)凝胶微球; 对Fe₃O₄/CS及磁芯负载离子液体凝胶微球的组成、 结构、 微观形貌和磁性能进行了表征; 将其应用于固定化细胞技术, 在产紫青霉细胞全细胞生物催化甘草酸(GL)合成单葡萄糖醛酸基甘草次酸(GAMG)体系中, 实现了对全细胞生物催化剂和离子液体的快速回收和重复利用. 实验结果表明, 壳聚糖成功包裹Fe₃O₄纳米粒子; Fe₃O₄/CS均匀分布在凝胶微球内部, 并显示出良好的磁性能; 与凝胶微球固定化细胞催化体系相比, 磁芯负载[BMIM]PF₆凝胶微球固定化细胞催化体系中GAMG的产率提高了13.8%; 重复利用实验结果表明, 磁芯负载[BMIM]PF₆凝胶微球固定化产紫青霉细胞在外加磁场的作用下, 易于快速回收, 并且循环再利用9次后相对活性仍保留59.2%.     

离子液体[MBPy]Tf_2N的光谱特征及荧光法检测

为满足疏水性离子液体N-甲基-N-丁基吡咯烷双三氟甲烷磺酰亚胺盐([MBPy]Tf2N)在甘草酸生物催化体系中分析检测的需要,研究了[MBPy]Tf2N的光谱特征,并考察了溶剂、醇-水混合溶剂和p H值对[MBPy]Tf2N荧光特性的影响,建立了生物催化体系中[MBPy]Tf2N的荧光光谱检测方法.研究结果表明,[MBPy]Tf2N在186 nm处有1个最大吸收峰,常规紫外检测法不适于对其进行检测;[MBPy]Tf2N荧光光谱最大激发波长为228 nm,发射波长为340 nm,且其耐光褪色性良好,在水溶液中荧光量子产率为0.067,在醇-水混合溶剂中其荧光强度有增大趋势,在碱性介质中其荧光强度受影响较大;荧光光谱法检测[MBPy]Tf2N的检出限(S/N=3)为1.00μg/m L,标准曲线在5.00~1.25×103μg/m L浓度范围内线性关系良好(R2=0.9999),生物反应液中加标回收率为97.4%~107.4%(相对标准偏差RSD=4.6%).     

亲水性离子液体[EMIM]BF4对固定化β-葡萄糖醛酸苷酶催化活性的影响

以壳聚糖为固定化载体,采用吸附交联法制备固定化β-葡萄糖醛酸苷酶;以1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([EMIM]BF4)/缓冲溶液均相体系为介质,研究了亲水性离子液体[EMIM]BF4对固定化酶生物催化甘草酸(GL)合成单葡萄糖醛酸基甘草次酸(GAMG)的影响.实验结果表明,当均相体系中[EMIM]BF4的体积分数为16%,pH为5.4,反应温度为50℃及摇床转速为200 r/min时,酶活力达到最高,并且明显优于纯缓冲溶液体系中的最高酶活.重复利用性实验结果表明,与纯缓冲液介质体系相比,固定化酶在含亲水性离子液体[EMIM]BF4的均相介质中表现出较好的操作稳定性.表观动力学参数和活化能数据表明,亲水性离子液体[EMIM]BF4在催化体系中能够增强酶和底物GL的亲和力,有效稳定酶-底物的过渡态,并降低反应活化能,而使固定化β-葡萄糖醛酸苷酶表现出较高的催化活性.     

咪唑类离子液体中合成β-烯胺酮的研究

本文通过修饰阴阳离子合成了一系列咪唑型离子液体,以β-烯胺酮的合成为反应探针,考察离子液体结构和活性之间的关系。结果表明:阴阳离子对离子液体的活性都有显著的影响。阴离子为BF4-时,阳离子活性顺序为[Hmim]+[bmim]+,[emim]+[bmmim]+,其中[Hmim]BF4作反应介质,反应时间为10min,产率可达96%。当阳离子为[Hmim]+时,阴离子BF4-,Tsa-,Br-和NO3-活性均较高,产率达到93%以上,但阴离子HSO4-显著降低离子液体的活性,反应30min,产物收率仅有60%;阳离子为[bmim]+时,[bmim]Br[bmim]PF6[bmim]BF4,产率达到85%以上;而阴离子为HSO4-和H2PO4-时,离子液体活性变差,收率低于70%。离子液体[Hmim]BF4重复使用5次,β-烯胺酮产率基本不变,反应10min后,仍达89%。     

1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐离子液体与含氮化合物相互作用的理论研究

采用密度泛函理论方法研究了1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐离子液体[Bmim]HSO_4与氮化物喹啉和吲哚分子的相互作用,并进行了NBO和AIM分析。[Bmim]HSO_4离子对最稳定结构表明,[HSO_4]~-阴离子中的氧原子与咪唑环中正电性较大的C14-H20之间有较强的氢键作用。在分子水平上,NBO和AIM分析证实了喹啉和吲哚分子与[Bmim]HSO_4的阴离子之间有较强的相互作用,其中,喹啉分子中的氮原子与阴离子[HSO_4]~-中氢原子之间的作用以及吲哚分子中N-H的氢原子与[HSO_4]~-中氧原子之间的作用是该离子液体能够有效脱除氮化物的主要动力。     

Bronsted酸性离子液体催化酯化反应研究

合成了以2-吡咯烷酮和N-甲基咪唑为阳离子([Hnhp] [Hmim] ),HSO4-,H2PO4-和BF4-为阴离子的一系列Br(o)Pnsted酸性离子液体.考察了这些离子液体的热稳定性和酸性.以乙酸和异戊醇酯化合成乙酸异戊酯的反应考察了不同离子液体分别在不分水与分水条件下的催化效果,结果表明.不分水时,当醇/酸/[Hnhp]HSO4物质的量比为1.2∶1∶0.2,100℃下回流反应2 h,酯收率可达93.6%,反应结束后[Hnhp]HSO4体系可以顺利分相,[Hnhp]BF4则不能;分水时,[Hnhp]BF4可与酯自动分相,当醇/酸/[Hnhp]BF4物质的量比为1.2∶1∶0.01,120℃下回流反应1.5 h时,酯收率可达96.8%,比相同条件下[Hnhp]HSO4的略高.这两种体系中的离子液体均具有良好的重复使用性能.实验中还探讨了不同离子液体的酸性和催化酯化反应后与酯产物的分相效果对其催化活性的影响,结果表明,离子液体的酸性和与酯的不可混溶性对其在不同体系中酯化反应的催化活性有不同程度的影响.此外,在上述不分水酯化条件(醇∶酸∶催化剂物质的量比均为1.2∶1∶0.2,100℃油浴)下回流浸渍6 h比较离子液体[Hnhp]HSO4/BF4,[Hmim]HSO4/BF4和硫酸对奥氏体316不锈钢的腐蚀性,测得离子液体腐蚀率比硫酸低;除了[Hnhp]BF4,离子液体[Hnhp]HSO4,[Hmim]HSO4和[Hmim]BF4的腐蚀性呈现随酸性递减而下降的趋势.所测离子液体中[Hnhp]BF4腐蚀性最高.[Hnhp]BF4和硫酸中试样的腐蚀率分别为20.1和41.8g/(m2·h).     

Brønsted酸性离子液体中的二甘醇脱水环化反应

首次报道了Brønsted酸性离子液体介质中的二甘醇的脱水环化反应,考察了不同的离子液体、离子液体/二甘醇摩尔比、反应温度和时间对反应的影响。结果表明,Brønsted酸性离子液体作为反应介质能够促进脱水环化反应的有效进行,且在离子液体1-(3-磺酸根丙基)-3-甲基咪唑硫酸氢盐([SPmim]HSO4)中,二甘醇的转化率和1,4-二氧六环的选择性更高。采用Hammett指示剂法测定了离子液体的酸度函数H0,其酸性强弱顺序为[SPmim]HSO4 > [Bmim]HSO4 > [Amim]HSO4 > [Hmim]BF4> [Bmim]H2PO4 >[Amim]H2PO4 > [Hmim]Tsa,这与离子液体在脱水环化反应中的催化效果一致。当温度为170 ˚C,离子液体/二甘醇摩尔比为1:1时,二甘醇在[SPmim]HSO4中反应2 h,转化率可达到97.0%,1,4-二氧六环的选择性为89.3%。     

碱性离子液体催化甘油合成1,2-甘油碳酸酯(英)

以离子液体为催化剂,在无溶剂体系中,考察了生物质平台化合物甘油转化1,2-甘油碳酸酯的反应.与酸性离子液体和常用无机碱性催化剂相比,碱性离子液体咪唑基1-丁基-3-甲基咪唑([Bmim]Im)、氢氧化1-丁基-3-甲基咪唑([Bmim]OH)、咪唑基1-烯丙基-3-甲基咪唑([Amim]Im)、氢氧化1-烯丙基-3-甲基咪唑([Amim]OH)在甘油与碳酸二甲酯的酯交换反应中表现出优异的活性.其中,以[Bmim]Im离子液体为催化剂时甘油转化率为98.4%和甘油碳酸酯选择性接近100%.另外,该离子液体可以回收重复利用3次后甘油转化率仍可达92%,甘油碳酸酯选择性可近100%.此碱性离子液体催化方法具有反应结果较好、产物分离简单、条件温和以及环境友好等特点.