Brnsted酸性离子液体催化异丁醛和叔丁醇缩合反应

考察了Brnsted酸性离子液体同时作为溶剂和催化剂催化异丁醛和叔丁醇缩合制备2,5-二甲基-2,4-己二烯的反应性能.结果表明,Brnsted酸性离子液体具有良好的催化性能,反应后反应产物与离子液体自动分层易分离,离子液体经过真空干燥处理后可以作为溶剂和催化剂循环使用.调变离子液体中的阳离子或阴离子的结构对催化性能有较大的影响.     

Br(o)nsted酸性离子液体在醛醇缩合反应中的应用

合成了一系列Br(o)nsted酸性离子液体并将其应用在醛醇缩合反应中.醛醇缩合产物由于极好的溶剂性质等被广泛用作溶剂和试剂.离子液体[BSmim][OTf]在甲醛和乙二醇缩合生成1,3-二氧五环的反应中表现出了极好的催化活性,甲醛转化率和主产物1,3-二氧五环选择性分别可以达到96.1％和92.4％.对影响离子液体催化性能的因素进行了探索,并对催化反应中的离子液体的用量、反应温度、反应时间以及反应物料比进行了考察.通过Hammett酸度函数法测定了所用到离子液体的酸性,结果表明离子液体酸性与其在缩合反应中的催化活性顺序完全一致,酸性越强催化性能越好.结合实验给出了离子液体[BSmim][OTf]催化甲醛和乙二醇缩合反应的可能的反应机理.该催化剂体系具有良好的催化性能,反应可以在较温和的条件下进行,实现了高活性和高选择性的目标,产物易分离,催化剂重复使用7次,其催化活性基本不变.并将该Br(o)nsted酸性离子液体进一步应用到其他醛(酮)醇缩合反应中.     

BrФnsted酸性离子液体在醛醇缩合反应中的应用（英文）

合成了一系列Brnsted酸性离子液体并将其应用在醛醇缩合反应中.醛醇缩合产物由于极好的溶剂性质等被广泛用作溶剂和试剂.离子液体[BSmim][OTf]在甲醛和乙二醇缩合生成1,3-二氧五环的反应中表现出了极好的催化活性,甲醛转化率和主产物1,3-二氧五环选择性分别可以达到96.1%和92.4%.对影响离子液体催化性能的因素进行了探索,并对催化反应中的离子液体的用量、反应温度、反应时间以及反应物料比进行了考察.通过Hammett酸度函数法测定了所用到离子液体的酸性,结果表明离子液体酸性与其在缩合反应中的催化活性顺序完全一致,酸性越强催化性能越好.结合实验给出了离子液体[BSmim][OTf]催化甲醛和乙二醇缩合反应的可能的反应机理.该催化剂体系具有良好的催化性能,反应可以在较温和的条件下进行,实现了高活性和高选择性的目标,产物易分离,催化剂重复使用7次,其催化活性基本不变.并将该Brnsted酸性离子液体进一步应用到其他醛(酮)醇缩合反应中.     

新型高效 Br(o)nsted 酸性离子液体催化剂体系催化烯烃齐聚反应

烯烃齐聚是重要的化工反应之一, 是指低碳烯烃在催化剂存在下发生聚合反应, 生成一个或多个单体重复相连的化合物过程. 烯烃齐聚反应是一种碳链增长过程, 是生成线性α-烯烃的重要过程. 齐聚反应主要生成单体的二聚、三聚、四聚或五聚物等低聚体, 发生反应的单体主要是低碳烯烃如乙烯、丙烯、正丁烯和异丁烯等. 烯烃齐聚产物应用十分广泛, 可以用于合成环境友好的液体燃料、长链烷烃润滑油、表面活性剂、增塑剂、汽油柴油添加剂等重要化工产品, 同时齐聚产物本身亦是重要的化工中间体和化学试剂. 烯烃齐聚反应研究的重点内容是开发新颖高效的催化剂, 以满足不同需要, 而应用 Br(o)nsted 酸性功能化离子液体作为催化剂用于齐聚反应的报道较少.本文考察了新型高效催化剂体系 (Br(o)nsted 酸性离子液体作为主催化剂, 三辛基甲基氯化铵作为助剂) 对烯烃齐聚反应的催化性能. 合成的 Br(o)nsted 酸性离子液体通过红外光谱、紫外可见光谱、1H 核磁共振和13C 核磁共振等进行系列表征,并进一步分析其结构与酸度的关系. 结果表明, 在相同的反应条件下, Br(o)nsted 酸性离子液体[HIMBs]HSO4对烯烃齐聚反应具有最好的催化活性. 本文考察了不同离子液体、离子液体用量、不同助剂、助剂用量、反应时间、反应压力、反应温度和不同溶剂等因素对反应的影响, 得到了最佳反应条件: 催化剂体系为[HIMBs]HSO4与三辛基甲基氯化铵, [HIMBs]HSO4/异丁烯摩尔比为25%, [HIMBs]HSO4/助剂 (三辛基甲基氯化铵)摩尔比为20:1 , 140 ℃, 8 h, 反应起始压力为2.0 MPa, 无添加溶剂 (离子液体本身作催化剂和溶剂). 在最佳反应条件下对反应物进行了拓展, 并研究了催化剂体系的循环使用情况. 在最佳反应条件下, 异丁烯齐聚反应中反应物转化率为 83.21%, 三聚物选择性高达 35.80%, 二聚物选择性为52.02%, 四聚物选择性为 3.14%. 结果表明, 本文提出的催化剂体系对烯烃齐聚反应具有较好的催化性能. 同时, 催化剂体系可以通过静置分层与产物分离, 并进行循环使用. 根据以往的报道和反应产物分布, 推测了烯烃齐聚反应机理. 烯烃齐聚反应为酸催化反应, 生成碳正离子中间体进行碳链增长, 生成齐聚产物.     

Br(o)nsted酸性离子液体催化3,4-二氢嘧啶-2-酮衍生物的合成

以Br(o)nsted酸性离子液体3-甲基咪唑丙烷磺酸-三氟乙酸作为催化剂,无溶剂条件下由芳香醛、乙酰乙酸乙酯和尿素合成了系列3,4-二氢嘧啶-2-酮衍生物.沸水浴中反应30～40 min,产物产率在81％～94％之间.该方法具有反应时间短、收率高、催化剂可回收重复使用等优点.产物结构经1H NMR,IR确证.     

新型高效Br?nsted酸性离子液体催化剂体系催化烯烃齐聚反应（英文）

烯烃齐聚是重要的化工反应之一,是指低碳烯烃在催化剂存在下发生聚合反应,生成一个或多个单体重复相连的化合物过程.烯烃齐聚反应是一种碳链增长过程,是生成线性α-烯烃的重要过程.齐聚反应主要生成单体的二聚、三聚、四聚或五聚物等低聚体,发生反应的单体主要是低碳烯烃如乙烯、丙烯、正丁烯和异丁烯等.烯烃齐聚产物应用十分广泛,可以用于合成环境友好的液体燃料、长链烷烃润滑油、表面活性剂、增塑剂、汽油柴油添加剂等重要化工产品,同时齐聚产物本身亦是重要的化工中间体和化学试剂.烯烃齐聚反应研究的重点内容是开发新颖高效的催化剂,以满足不同需要,而应用Br?nsted酸性功能化离子液体作为催化剂用于齐聚反应的报道较少.本文考察了新型高效催化剂体系(Br?nsted酸性离子液体作为主催化剂,三辛基甲基氯化铵作为助剂)对烯烃齐聚反应的催化性能.合成的Br?nsted酸性离子液体通过红外光谱、紫外可见光谱、~1H核磁共振和~(13)C核磁共振等进行系列表征,并进一步分析其结构与酸度的关系.结果表明,在相同的反应条件下,Br?nsted酸性离子液体[HIMBs]HSO_4对烯烃齐聚反应具有最好的催化活性.本文考察了不同离子液体、离子液体用量、不同助剂、助剂用量、反应时间、反应压力、反应温度和不同溶剂等因素对反应的影响,得到了最佳反应条件:催化剂体系为[HIMBs]HSO_4与三辛基甲基氯化铵,[HIMBs]HSO4/异丁烯摩尔比为25%,[HIMBs]HSO_4/助剂(三辛基甲基氯化铵)摩尔比为20:1,140 ℃,8 h,反应起始压力为2.0 MPa,无添加溶剂(离子液体本身作催化剂和溶剂).在最佳反应条件下对反应物进行了拓展,并研究了催化剂体系的循环使用情况.在最佳反应条件下,异丁烯齐聚反应中反应物转化率为83.21%,三聚物选择性高达35.80%,二聚物选择性为52.02%,四聚物选择性为3.14%.结果表明,本文提出的催化剂体系对烯烃齐聚反应具有较好的催化性能.同时,催化剂体系可以通过静置分层与产物分离,并进行循环使用.根据以往的报道和反应产物分布,推测了烯烃齐聚反应机理.烯烃齐聚反应为酸催化反应,生成碳正离子中间体进行碳链增长,生成齐聚产物.     

Brønsted酸性离子液体在醛醇缩合反应中的应用

合成了一系列Brønsted酸性离子液体并将其应用在醛醇缩合反应中.醛醇缩合产物由于极好的溶剂性质等被广泛用作溶剂和试剂.离子液体[BSmim][OTf]在甲醛和乙二醇缩合生成1,3-二氧五环的反应中表现出了极好的催化活性,甲醛转化率和主产物1,3-二氧五环选择性分别可以达到96.1%和92.4%.对影响离子液体催化性能的因素进行了探索,并对催化反应中的离子液体的用量、反应温度、反应时间以及反应物料比进行了考察.通过Hammett酸度函数法测定了所用到离子液体的酸性,结果表明离子液体酸性与其在缩合反应中的催化活性顺序完全一致,酸性越强催化性能越好.结合实验给出了离子液体[BSmim][OTf]催化甲醛和乙二醇缩合反应的可能的反应机理.该催化剂体系具有良好的催化性能,反应可以在较温和的条件下进行,实现了高活性和高选择性的目标,产物易分离,催化剂重复使用7次,其催化活性基本不变.并将该Brønsted酸性离子液体进一步应用到其他醛（酮）醇缩合反应中.     

Lewis-Br(o)insted复合碱性离子液体的合成及其在催化Knoevenagel缩合反应中溶剂效应的研究

合成了同时含有Lewis碱和Br(o)nsted碱的复合碱性离子液体,研究了其在Knoevenagel缩合反应中的催化性能.结果表明,它们对醛/酮与氰乙酸乙酯的缩合具有很好的催化活性.芳香醛的反应收率可达85%～99%.考察了它们催化Knoevenagel缩合反应的溶剂效应,发现质子溶剂可以促进缩合反应,这一促进作用可能是由于质子溶剂通过氢键活化反应底物的羰基而降低了反应能垒所造成的.该离子液体可以循环使用3次,反应活性没有下降.     

Brφnsted酸性离子液体催化合成长链脂肪酸甲酯

本文合成了以1-丁基-3-甲基咪唑为阳离子,HSO4-、H2PO4-和BF4-为阴离子的Brφnsted酸性离子液体,并以长链脂肪酸与甲醇的酯化反应考察了这些Brφnsted酸性离子液体的催化性能。实验结果表明,1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢根鎓盐([bmim][HSO4])离子液体具有很高的催化活性,当n(醇)∶n(酸)∶n(离子液体)=6∶1∶0.25,反应温度为70℃,不分水酯化反应2h,长链脂肪酸甲酯的产率可达到93.4%以上,选择性达到100%;且产物酯与离子液体分离容易;离子液体经干燥处理后可以循环使用5次以上,催化活性没有明显降低。     

SO3H-功能化离子液体的合成及用于催化酯化反应的研究

采用两步法制备了一种基于4-二甲氨基吡啶(DMAP)的SO3H-功能化Brnsted酸性离子液体,并将其应用于催化1,4-丁二醇与乙酸的酯化反应。DMAP与1,3-丙烷磺酸内酯(PS)反应生成单一的两性离子化合物,收率接近100%。该离子液体对1,4-丁二醇与乙酸的酯化反应催化活性较高,在温度为40℃时酯化率可达88.1%,选择性为100%,催化剂易与产物分离,且可以循环使用。     

功能化酸性离子液体催化甲醛与烯烃的Prins缩合反应

研究了以功能化酸性离子液体为催化剂,甲醛与烯烃Prins缩合反应生成1,3-二噁烷及其衍生物,水解得到1,3-二元醇.对不同结构的离子液体、催化剂用量和反应条件进行了考察.结果表明,该体系具有良好的催化性能,反应可在较温和的条件下进行,实现了高活性和高选择性的目标.产物易分离,催化剂重复使用6次,其催化活性基本不变.     

碱性离子液体催化的Claisen-Schmidt缩合反应

合成了6种以N-甲基咪唑为基体的碱性离子液体, 以其作为催化剂, 在无溶剂条件下, 成功催化了Claisen-Schmidt缩合反应. 采用Hammett指示剂法对碱性离子液体的碱性强度和碱量进行表征. 实验结果表明, 此系列碱性离子液体对Claisen-Schmidt缩合反应具有较高的催化活性, 反应条件温和, 产物产率较高, 离子液体经简单处理后可多次循环使用, 催化活性未见明显降低.     

固定化离子液体在有机合成中的应用

固定化离子液体是将离子液体通过物理吸附或化学键合等方法与固载材料结合而成,不仅保持了离子液体稳定性好、挥发性低、结构可优化等特点,还提高了离子液体的催化活性和重复利用性。固定化离子液体广泛应用于缩合、偶联及不对称合成等反应中。本文介绍了固定化离子液体的制备、固载材料的分类、结合方式及固定化离子液体在有机合成中的应用进展。     

One-Pot Wittig and Knoevenagel Reactions in Ionic Liquid as Convenient Methods for the Synthesis of Coumarin Derivatives

Efficient synthesis of a variety of 3-substituted coumarins via NaOMe-catalyzed Knoevenagel condensation and one-pot preparation of 3,4-unsubstituted coumarins in the presence of NaOMe via Wittig reaction in room-temperature ionic liquids are described. Knoevenagel condensation of 2-hydroxybenzaldehyde with dimethyl- and diethylmalonate was performed with excellent yields in room-temperature ionic liquids. Although diethyl- and dimethylchloromalonates were mostly recovered unchanged in Knoevenagel condensation, higher conversions were observed via Wittig reaction of these compounds with 2-hydroxybenzaldehyde derivatives and triphenylphosphine. Other 2-hydroxybenzaldehyde derivatives, methyl- and ethylchloroacetates, were reacted in ionic liquids to afford simple coumarins in good yields. These reactions widen the applicability of ionic liquid in organic synthesis.     

Multifunctional periodic mesoporous organosilica supported dual imidazolium ionic liquids as novel and efficient catalysts for heterogeneous Knoevenagel condensation

A type of multifunctional periodic mesoporous organosilica supported dual imidazolium ionic liquids PMO-IL-anion have been designed and prepared, characterized and evaluated as heterogeneous catalysts for the Knoevenagel condensation. The as-fabricated supported ionic liquids show good catalytic performances in the Knoevenagel condensation at room temperature, especially the supported ionic liquids PMO-IL-NTf₂ and PMO-IL-PF₆, based on a synergetic effect between the Lewis-base-type sites of dual functionalized imidazolium ionic liquids and active sites of periodic mesoporous organosilica. The best catalytic performance over PMO-IL-NTf₂ was observed with excellent yields of 93～99% in a short time of 20～30 min. In addition, the heterogeneous catalyst offers simple operation for recovery and the recycling test showed that it could be reused for five times without significant loss of catalytic activity, thus making this process economical and environmental-friendly.     

离子液体在有机合成中的应用研究进展

离子液体由于具有特殊的性质, 包括低挥发性、大极性、良好的热稳定性、通过调整阴阳离子选择不同的溶解性等特点, 已经作为反应介质或催化剂广泛应用于有机合成领域, 引起了人们足够的兴趣. 与传统有机溶剂反应相比, 离子液体相反应得到的产物收率高, 选择性好, 加快部分类型反应的速率, 后处理简单以及离子液体催化剂体系简单, 回收后, 可多次重复使用. 综述了离子液体作为反应介质或催化剂在有机合成传统反应类型中的最新研究成果, 主要包括: 偶联反应、Michael加成、Baylis-Hillman反应、Diels-Alder反应、Aldol缩合、Knoevenagel缩合、环化反应、烷基化及酰基化反应和氧化还原反应.     

Histidine-based salt as an ionic tag for proline: application in enantioselective cross aldol reaction in ionic liquids

Abstract

A new ionic-liquid supported aminocatalyst was synthesized by the peptide coupling of proline on a ring-dialkylated histidine salt serving as ionic support. The catalytic activity and enantioselectivity of the obtained dipeptide catalyst were evaluated in the enantioselective cross aldol reaction of substituted benzaldehyde derivatives with acetone, in organic solvent and in ionic liquids, and both were found to be significantly higher in ionic liquids than in organic solvents. The [bmim][OTf] – catalyst system could be recycled for up to five cycles without any loss in activity.     

室温离子液体反应介质中叔丁醇氢酯基化反应的研究

反应温度为100～140 ℃，CO初始压力为2～6 MPa条件下，研究了室温离子液 体与过渡金属三苯基膦配合物构成的催化反应体系中，叔丁醇与乙醇的氢酯基化反 应。同有机溶剂作为反应介质相比，室温离子液体中具有更好的催化活性，并且叔 丁醇可经羰化反应直接生成特戊酸乙酯，产物与催化体系不溶，可以容易地实现分 离。详细考察了金属配合物、离子液体、温度、压力与时间的不同对反应的影响。     

A comparative study on absorption and selectivity of organic vapors by using ionic liquids based on imidazolium, quaternary ammonium, and guanidinium cations

A novel study on organic solute absorption from the vapor phase is reported. The organic solutes chosen for the absorption studies include 1,4-benzodioxane, biphenyl, xanthene, and menthol. A series of imidazolium, ammonium, and guanidinium-based ionic liquids (ILs) containing several types of anions were used as absorbents. Absorption of water vapor was also studied along with the organic solutes. Absorption studies of each organic solute were performed by using a specially devised glass apparatus at 50 degrees C. It was observed that the rate of absorption increases with time and is faster in the case of 1,4-benzodioxane (24 h). The absorption process for each organic solute with different classes of ionic liquids was studied and the results were compared with each other. Absorption values of more than 25,000 ppm were observed in some ionic liquids. Distribution ratios of organic solutes in an ionic liquid and in the vapor phase were measured and the selectivity was evaluated by using the distribution ratio values. A remarkable selectivity was observed for some ionic liquids towards a specific organic solute. Importantly, it was observed that the selectivity remained constant, even though a mixture of solute was used for the absorption study. Desorption of organic vapors from ionic liquids was successfully carried out by applying a vacuum. Further, it was observed that the same ionic liquid can be repeatedly reused several times for absorption. These studies reveal that, in future, a task-specific ionic liquid can be prepared and used for specific solute capture from the vapor phase.     

Improving carbon dioxide solubility in ionic liquids

Previously we showed that CO2 could be used to extract organic molecules from ionic liquids without contamination of the ionic liquid. Consequently a number of other groups demonstrated that ionic liquid/CO2 biphasic systems could be used for homogeneously catalyzed reactions. Large differences in the solubility of various gases in ionic liquids present the possibility of using them for gas separations. More recently we and others have shown that the presence of CO2 increases the solubility of other gases that are poorly soluble in the ionic liquid phase. Therefore, a knowledge and understanding of the phase behavior of these ionic liquid/CO2 systems is important. With the aim of finding ionic liquids that improve CO2 solubility and gaining more information to help us understand how to design CO2-philic ionic liquids, we present the low- and high-pressure measurements of CO2 solubility in a range of ionic liquids possessing structures likely to increase the solubility of CO2. We examined the CO2 solubility in a number of ionic liquids with systematic increases in fluorination. We also studied nonfluorinated ionic liquids that have structural features known to improve CO2 solubility in other compounds such as polymers, for example, carbonyl groups and long alkyl chains with branching or ether linkages. Results show that ionic liquids containing increased fluoroalkyl chains on either the cation or anion do improve CO2 solubility when compared to less fluorinated ionic liquids previously studied. It was also found that it was possible to obtain similar, high levels of CO2 solubility in nonfluorous ionic liquids. In agreement with our previous results, we found that the anion frequently plays a key role in determining CO2 solubility in ionic liquids.