锰卟啉功能化多元离子液体体系中苯乙烯及其衍生物环氧化反应

通过在中性锰卟啉分子中引入季铵阳离子和PF6-阴离子,制备了离子型锰卟啉化合物[MnTTMAPP][PF6]5,将其与[bmim]BF4及[bzmim]BF4混合构成锰卟啉功能化的多元离子液体复合体系(MnPy-MIL).实验发现,该体系可以高活性高选择性地催化苯乙烯及其衍生物的环氧化反应.与传统中性锰卟啉催化体系相比,离子型锰卟啉的抗氧化降解能力提高,卟啉自身聚合受到抑制,催化反应无需有机溶剂和轴向配体的参与,同时催化剂可以循环使用.少量水的存在可以提高MnPy-MIL体系的催化性能.     

离子液体中芳烃侧链分子氧催化氧化反应研究

分别以离子液体[Hex-mim]BF4, [Bmim]BF4, [Bmim]PF6和[Omim]BF4为溶剂, Co(Ⅱ), Mn(Ⅱ)或Ni(Ⅱ)/NHPI(AIBN)为复合催化剂, 考察了不同离子液体-催化剂体系中常压分子氧氧化芳烃侧链烷基的反应. 在[Hex-mim]BF4中, Co(Ⅱ)或Mn(Ⅱ)/NHPI可有效地催化芳烃侧链烷基的分子氧氧化. 在优化条件下, 乙苯、正丙苯和正丁苯分别以高达90%, 94%和93%的收率得到相应的芳香酮; 甲苯和对位取代甲苯以32%~47%的收率被氧化为相应的芳香酸. 离子液体及金属催化剂体系在减压下除水后, 可循环使用.     

磷钼杂多酸离子液体催化氧化脱硫

 合成了新型的磷钼杂多酸离子液体 [hmim]3PMo12O40, 并将其用于室温离子液体 1-甲基咪唑四氟硼酸盐 ([hmim]BF4) 为溶剂的模拟油品氧化脱硫反应. 结果表明, 在温和的反应条件下, 过氧化氢与硫摩尔比为 4:1 时, 二苯并噻吩脱硫率为 90%, 二苯硫醚、苯甲硫醚和二乙硫醚的脱除率可达 100%. 离子液体催化体系循环使用 4 次后, 脱硫率没有明显下降.     

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).     

离子液体中13-芳基-5,7,12,14-四氢二苯并[b, i]氧杂蒽5,7,12,14(13H)-四酮衍生物的绿色高效合成

在离子液体[bmim+][BF4-]中高产率的合成了一系列13-芳基-5,7,12,14-四氢二苯并[b, i]氧杂蒽-5,7,12,14(13H)-四酮类化合物。该反应操作步骤简单,离子液体易于与产物分离,并且离子液体可以循环使用。     

Brönsted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]＋和[Hmim]＋), , 和 为阴离子的一系列Brönsted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41.8 g/(m2•h).     

二乙胺基尾式卟啉锰(Ⅲ)的性质研究(Ⅱ)——含氮有机碱与尾式卟啉锰(Ⅲ)配合物的轴向反应

采用光谱技术研究了一种新型尾式锰(Ⅲ)卟啉--氯化meso--[邻-(4-二乙胺基丁酰胺基)苯基]三苯基卟啉合锰(Ⅲ)[筒作PMn(Ⅲ)Cl]与有机碱的轴向反应,通过光谱滴定法测定了轴向反应在苯溶剂中的平衡常数.讨论了影响反应的因素.结果表明,这种尾式锰(Ⅲ)卟啉与脂肪胺的反应是氧化还原反应,与吡啶的反应是不完全的氧化还原反应,与咪唑的反应是轴向加合反应.     

氧化碘苯间氨基苯甲酸锰(Ⅳ)四苯基卟啉配合物的合成

近年来,化学家们对高价锰卟啉配合物的合成非常感兴趣。高价锰卟啉配合物在温和条件下分解水,释放氧,是植物光体系Ⅱ的可能的模型化合物。锰卟啉配合物在比较温和条件下活化分子氧,选择性地催化氧化碳氢化合物,是单加氧酶细胞色素P-450的很好的模型体系。由于缺少已合成的高价锰卟啉配合物,所以植物光体系Ⅱ和细胞色素P-450模型体系的活性中间体的研究遇到了障碍。Hill等在氯苯中用氧化碘苯氧化XMn(Ⅲ)TPP(TPP=四苯基卟啉基),合成了两类双核的四价锰四苯基卟啉配合物,[XMnⅣ)TPP]_2O(X=N_3~-或OCN~-)和[XMn(Ⅳ)TPP(OIPh)]_2O(X=Cl~-或Br~-,OIPh=氧化碘苯)。但还未能合成出单核的氧化碘苯锰(Ⅳ)四苯基卟啉配合物。我们选择位阻大于Cl~-、Br~-、N_3~-和OCN~-,键合能力介于Cl~-、Br~-与N_3~-、OCN~-之间的间氨基苯甲酸作为轴向配体,成功地合成了单核的m-H_2NC_6H_4CO_2Mn(Ⅳ)TPP(OIPh)(1),并讨论了它的光谱性质。     

氧络锰(Ⅳ)卟啉与烯烃反应的研究

单加氧酶细胞色素P-450在生物体中温和条件下活化分子氧,选择性地催化氧化碳氢化合物,其活性中间体可能是氧络铁原卟啉Ix的配合物。锰卟啉配合物也在温和条件下活化分子氧,选择性地催化氧化碳氢化合物,其活性中间体也可能是氧络锰卟啉配合物,是细胞色素P-450的很好的模型体系。目前人们已用一系列的氧化剂,诸如氧化碘苯(PhIO)、NaOCl、KHSO_5、RCOOOH、HCIO_4和HIO_4将三价的锰卟啉氧化为氧络锰卟啉。本实验     

1-乙胺基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐吸收CO_2的理论研究

采用密度泛函理论(DFT)对离子液体1-乙胺基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([NH2e-mim][BF4])吸收CO_2的反应机理进行了研究.在B3LYP/6-311++G(d,p)计算水平下,对离子液体[NH2e-mim][BF4]的结构及与CO_2反应的中间体、过渡态和产物进行了全优化,获得了优化结构的构型参数、振动频率和热力学数据.利用自然键轨道(NBO)分析了离子液体[NH2e-mim][BF4]和CO_2的自然电荷布居.计算结果表明,通过阳离子[NH2e-mim]+自偶解离产生的阳离子[NH3e-mim]2+能与阴离子[BF4]-结合形成更强的离子键.根据反应吉布斯自由能变(ΔG0—)和焓变(ΔH0—)的计算结果,判断离子液体[NH2e-mim][BF4]吸收CO_2按理论摩尔比2∶1分步进行反应,吸收过程中质子的转移需克服52.51 k J/mol的能垒.     

Salen Mn（Ⅲ）配合物的合成及其在离子液体中对苯乙烯环氧化反应的催化性能

合成了在5,5’位上分别含羟基叔胺基和酯基叔胺基取代基的新型手性水杨醛Schiff碱的Salen Mn（Ⅲ）配合物1～4．在CH2Cl2／H2O反应体系中,以吡啶氮氧化物（PyNO）为助催化剂,NaCl0为氧化剂,考察了配合物1—4对苯乙烯环氧化的催化性能．以氯化-双[3-（叔丁基）-5-（N,N-二（乙醇基）氨基亚甲基）水杨醛]缩（1r,2R）-二苯基乙二胺[N,N’,O,O’]锰（Ⅲ）2和氯化-双[3-（叔丁基）-5-（N,N-二（乙酰乙酯基）氨基亚甲基）水杨醛]缩（1R,2R）-二苯基乙二胺[N,N’,O,O’]锰（11I）4为例,研究了不同的离子液体[BMIM]PF6和[BMIM]BF4对苯乙烯环氧化反应的影响．结果显示,两种离子液体的加入均能使催化剂循环使用,在离子液体[BMIM]PF。中,配合物2和4催化得到的环氧化物ee％值分别为53．2％和55．8％,且催化剂可以重复使用四次,效果好于在离子液体[BMIM]BF4中对苯乙烯的催化的影响．     

Structures of ionic liquids with different anions studied by infrared vibration spectroscopy

We investigated the structures of ionic liquids (1-butyl-3-methylimidazolium iodide [BMIM][I] and 1-butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate [BMIM][BF4]) and their aqueous mixtures using attenuated total reflection (ATR) infrared absorption and Raman spectroscopy. The ATR spectrum in the CHx (x = 1, 2, 3) vibration region from 2800 to 3200 cm-1 was very different between [BMIM][BF4] and [BMIM][I] even though all the spectral features in this region were from the butyl chain and the imidazolium ring of the same cation. The spectrum did not change appreciably irrespective of the water concentration for [BMIM][BF4], whereas the spectrum from [BMIM][I] showed significant changes as the water concentration was increased, especially in CH-vibration modes from the imidazolium ring. For very diluted solutions both aqueous mixtures of [BMIM][I] and [BMIM][BF4] showed very similar spectra. Mixing of [BMIM][I] with heavy water (D2O) facilitated the isotopic exchange of the proton attached to the most acidic carbon of the imidazolium ring into deuterium from D2O, whereas even prolonged exposure to D2O did not induce any isotopic exchange for [BMIM][BF4]. Raman spectra around 600 cm(-1) indicative of the butyl chain conformation also changed differently as the water concentration was increased between [BMIM][I] and [BMIM][BF4]. These differences are considered to come from the variation in the position of the anion, where I- is expected to be closer to the C(2) hydrogen of the imidazolium cation and interacting more specifically as compared to BF(4-).     

Synthesis and formation mechanism of nanoneedles and nanorods of manganese oxide octahedral molecular sieve using an ionic liquid

Single-crystalline cryptomelane-type manganese oxide octahedral molecular sieve (OMS-2) nanoneedles and nanorods were prepared by a solution-phase approach in the presence of an ionic liquid 1-n-butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate ([BMIM]BF4). [BMIM]BF4 can act as a cosolvent, structure-directing agent, and reducing reagent in the reaction system. Based on the redox reaction of MnCl2 and KMnO4 in the mixed solvents of water and [BMIM]BF4, the formation of OMS-2 nanoneedles followed the rolling mechanism with lamellae as an intermediate. However, the direct reaction of KMnO4 with [BMIM]BF4 resulted in the formation of OMS-2 nanorods with diameters as small as 3-6 nm. The formation mechanism of OMS-2 nanostructures was discussed.     

Dynamically coated silica monolith with ionic liquids for capillary electrochromatography

An ionic liquid, 1-butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate ([BMIM][BF4]) was introduced as dynamic coating of a silica monolithic column for capillary electrochromatography of phenols and nucleoside monophosphates. The run-to-run and column-to-column repeatability of migration time for six phenols were satisfactory on this column with relative standard deviation values less than 0.90 and 4.31%, respectively. Anodic electroosmotic flow (EOF) was observed, which increased with the increase of [BMIM][BF4] concentration within 120 mM and when [BMIM][BF4] concentration was above 120 mM, EOF leveled off due to the saturation of [BMIM][BF4] on the monolith. Efficient separation of phenols and nucleoside monophosphates on this dynamically coated monolithic column was obtained, compared with a dynamically coated fused-silica column and unmodified silica monolithic column. The retention behavior of uncharged phenols is mainly manipulated by hydrophobic interactions due to the presence of butyl groups, and that of nucleoside monophosphates is governed by the electrostatic attraction mechanism based on the interaction between positively charged [BMIM][BF4] moieties and negatively charged phosphate groups. In addition, silica matrix also contributes to the separation resolution.     

离子液体中硫氰根在铂电极上吸附行为的SERS研究

利用表面增强拉曼光谱(SERS)研究了室温离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氟硼酸盐([BMIM]BF4)中SCN-在Pt电极表面的吸附行为. 研究结果表明, 离子液体中SCN-在较宽的电位范围内吸附在Pt电极上, 且SCN-的吸附方式随着电位区间的变化而变化, 在不同的电位区间内检测到了不同的Stark位移: -0.9~0.4 V约为34 cm-1/V, 对应于S端吸附; -1.6~-1.2 V约为40 cm-1/V, 该区间以N端吸附为主, 中间电位区间为吸附方式的转变区, 且Pt电极在离子液体[BMIM]BF4中的零电荷电位约为-1.1 V(vs. Pt ).     

离子液体介质中钌纳米粒子催化苯乙酮及其衍生物的不对称加氢反应

采用水溶性三(间-磺酸钠苯基)膦(TPPTS)作稳定剂, 在离子液体1-丁基-3-甲基-咪唑四氟硼酸盐([BMIM]BF4)或1-丁基-3-甲基-咪唑对甲基苯磺酸盐([BMIM][p-CH3C6H4SO3])介质中用氢气还原RuCl3·3H2O, 得到钌纳米粒子. 将此钌纳米粒子与(1S, 2S)-1,2-二苯基乙二胺(简称(1S, 2S)-DPEN)、KOH在离子液体/异丙醇介质中原位生成一种不对称加氢催化剂, 用于催化苯乙酮及其衍生物的不对称加氢反应. 实验结果表明, 离子液体介质中的纳米钌催化剂体系具有良好的催化活性和对映选择性. 在优化反应条件下, 催化苯乙酮获得了100%的转化率和79.1%的对映选择性. 并且产物经正己烷萃取后, 含有钌纳米粒子的离子液体可以循环使用.     

Lipase-catalyzed glucose fatty acid ester synthesis in ionic liquids

[reaction: see text] Glucose fatty acid ester synthesis with poly(ethylene glycol)-modified Candida antarctica lipase B (CAL-B) was performed in pure 1-butyl-3-methyl imidazolium tetrafluoroborate [BMIM][BF(4)] (30% conversion) and in pure 1-butyl-3-methyl imidazolium hexafluorophosphate [BMIM][PF(6)] (35% conversion). In a solvent system composed of ionic liquid and 40% t-BuOH conversions up to 90% and isolated yields of up to 89% were achieved using fatty acid vinyl esters as acyl donors and commercial CAL-B.     

功能离子液体复合体系中钯催化的Heck偶联反应

在[BMIM][TPPMS]离子型膦配体和碱性离子液体 [BMIM][OAc] 组成的功能离子液体复合体系中, PdCl2(CH3CN)2可以有效地催化溴苯和丙烯酸乙酯的交叉偶联(Heck)反应, 产物肉桂酸乙酯(反式)的收率达到60%. 锚定在功能离子液体复合体系中的Pd催化剂循环使用11次后仍保持良好的活性和稳定性. 该催化剂体系的良好活性和稳定性可归因于三个方面: [BMIM][TPPMS]和[BMIM][OAc]间的协同配位效应; 以[BMIM][OAc]作为Heck反应的缚酸剂, 避免了无机盐粘稠物的形成; 生成的副产物[BMIM]Br可以有效溶解钯黑, 避免了钯黑的析出. 该离子液体催化体系对不同底物的Heck偶联反应也表现出良好的普适性.