功能化的离子液体: 手性离子液体的合成与应用

手性在化学中占有重要地位. 利用离子液体特殊的结构可调性质, 将手性引入到离子液体结构中, 可以获得具有手性的离子液体, 从而可能广泛应用于手性合成、手性分离、手性催化等领域. 汇总了至今报道的手性离子液体, 从离子液体功能化设计的角度探讨其合成方法. 针对手性离子液体可能的发展方向, 再次强调了由天然手性源设计合成离子液体遵循的三个标准.     

功能化离子液体催化二苯甲酮的合成工艺

二苯甲酮是有机合成的重要中间体和精细化工重要的添加剂,广泛应用于有机涂料、医药、农药、塑料、香料、日用化工、电子化学品及其它特殊化学合成行业和领域.目前,二苯甲酮在工业上的合成工艺路线很多,大体上可以分为以下几种[3-6]:(1)光气法:苯与光气催化反应,收率90%;但光气剧毒,需要投资较大的处理装置.(2)四氯化碳法:苯与四氯化碳缩合水解,原料价格高,有副反应,产率容易下降,且有废液产生.(3)二苯甲烷稀硝酸氧化法:有污染环境的氮氧化合物产生.(4)Friedel-Crafts酰化反应法:以苯和苯甲酰氯为原料,原料易得,操作简单,产率也较高,工业上多采用这种方法.但最古老最成熟的制备过程中需要大量的AlCl3,具有很强的腐蚀性;产物的获得需用酸性溶液水解且产生大量含铝盐的废酸,造成了严重的环境污染和经济浪费.韦长梅[7]用FeCl3替代AlCl3,反应8h,收率82.1%,但需要加压下进行.因此,开发二苯甲酮绿色合成新工艺有着重要的现实意义和工业价值.     

硅胶固定功能化离子液体的制备及其在HMF合成中的应用

通过氯丙基三甲氧基硅烷将磺基功能化离子液体--N-磺丙基咪唑盐化学键联到微球硅胶上,制得微球硅胶固定化离子液体（IL3）。用FTIR、TG、13C-NMR、SEM、BET及酸度测定等方法对IL3进行了表征,并考察其在果糖脱水合成5-羟甲基糠醛（HMF）过程中的催化性能。研究结果表明：氯丙基三甲氧基硅烷可以将磺基功能化咪唑型离子液体化学键联到微球硅胶上。微球硅胶固定化磺基咪唑离子液体能有效催化果糖脱水生成HMF。在45.4-IL3催化下、乙二醇甲醚(EGME)溶剂中、115℃反应5小时, HMF收率可达82.1％。使用后的催化剂可以方便地循环使用。但随次数增加,HMF收率明显下降。45.4-IL3催化剂循环使用四次后,HMF的收率下降为53.0%。     

功能化离子液体的催化作用及其应用

功能化离子液体是将功能团弓l入到离子液体的阳离子或阴离子上,从而赋予离子液体某种特殊性质．将具有催化活性的基团弓I入到离子液体的阳离子或阴离子上所得到的功能化离子液体,是一类新型的催化材料．除了具有优异的催化性能,其特殊的物理化学性质很容易实现产物与催化剂的分离,正在许多重要催化过程中发挥作用．本文主要介绍近年来我们关于功能化离子液体的制备、性质及其在催化反应中的应用等研究,同时指出了目前存在的问题,并对今后发展趋势进行了展望．     

功能化的离子液体在电化学中的应用

离子液体独特的全离子结构无疑会导致良好的导电性,成为有潜力的绿色电化学材料。功能化是实现离子液体专一性的重要手段。本文综述了近几年功能化的离子液体在电化学研究中的进展,内容包括阴离子功能化、阳离子功能化和离子液体固相化。作者还对离子液体结构与离子电导率、电势窗口、稳定性和溶解能力的关系提出了一些看法。     

离子液体的功能化及其应用

综述了近年来功能化离子液体的设计开发以及在多领域内的应用, 其中包括“双功能化“离子液体的设计和制备. 离子液体—— 以绿色介质出现的新材料, 其应用研究的潮流和趋势, 随着功能化研究的发展, 将超越绿色化学的领域, 为其在众多领域的应用开拓出更广阔的前景.     

离子液体的合成与功能化设计

作为一种新型低污染的绿色溶剂,离子液体近来受到多方关注。文章综述了离子液体合成和功能化设计方面的研究进展,微波和超声波辅助合成离子液体与常规方法相比所需反应时间短、产率高,表现出一定优势。     

酸性功能化离子液体催化合成叶青素

以含磺酸基离子液体1-(4-磺酸基)丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([4-sulfbmim][BF₄])为酸性催化剂,由乙缩醛和苯甲醇合成了叶青素。 采用正交实验方法考察了合成条件的影响,固定反应温度为20 ℃条件下,确定优化合成条件为：n(苯甲醇)∶n(乙缩醛)=1∶8,反应时间60 min,催化剂用量为每摩尔苯甲醇4 g,产率为92.2%。 与H₂SO₄催化剂相比[4-sulfbmim][BF₄]的催化活性相对较弱,但综合效果优于H₂SO₄。 [4-sulfbmim][BF₄]循环使用6次,催化活性基本不变。     

功能化离子液体催化合成柠檬酸三丁酯的研究

柠檬酸三丁酯(TBC)是一种新型无毒塑料增塑剂,具有相溶性好、增塑效率高、无毒、不易挥发、抗霉性、耐候性强等特点而备受关注,成为首选替代邻苯二甲酸酯类的绿色环保产品.随着人们环保意识的增强及法规的日益完善,开发生产柠檬酸三丁酯具有极好的发展前景.     

硅胶固定功能化离子液体的制备及其在5-羟甲基糠醛合成中的应用

通过γ-氯丙基三甲氧基硅烷将磺基功能化离子液体-N-磺丙基咪唑盐化学键合到微球硅胶上,制得微球硅胶固定化离子液体(IL3). 用FTIR、TG、~(13)C NMR、SEM、BET及酸度测定等测试技术对IL3进行了表征,并考察其在果糖脱水合成5-羟甲基糠醛(HMF)过程中的催化性能. 研究结果表明,氯丙基三甲氧基硅烷可以将磺基功能化咪唑型离子液体化学键合到微球硅胶上. 微球硅胶固定化磺基咪唑离子液体能有效催化果糖脱水生成HMF. 果糖在固载率45.4%的IL3催化下、乙二醇甲醚(EGME)溶剂中、115 ℃反应5 h,HMF收率可达82.1%. 催化剂循环使用4次后,HMF的收率下降为53.0%.     

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。     

功能离子液体杂化固相纳米材料的制备及催化应用

离子液体是一种新颖的软功能材料,它既可以作为催化反应的绿色介质,也可以作为催化反应的活性组分,还可以作为一种客体的催化功能分子来修饰一些固相纳米材料。本文主要立足于多相催化材料的设计合成和应用的角度,结合近几年来一些新颖的固相纳米材料,系统地综述了功能离子液体对这些固相材料的杂化方法及其在催化应用中表现出的一些独特的催化性能。最后,对功能离子液体杂化固相纳米材料的研究现状进行了总结,并对将来可能的发展方向进行了展望。     

手性咪唑酯类离子液体的合成及其物理性能

以咪唑,溴代烷烃及(-)-薄荷醇为原料合成了12个手性咪唑酯类离子液体,其结构经NMR和IR表征.物理性能研究结果表明,该类离子液体具有较好的热稳定性,且比旋光度存在一定的改变规律.     

功能性离子液体在金属萃取分离中的研究进展

近年来,离子液体在金属萃取领域的研究受到广泛关注,主要集中在两个方面,一是疏水性离子液体作为“绿色”溶剂用于金属离子萃取;二是带有官能团的功能性离子液体作为萃取剂用于金属离子萃取,其中,后者是目前研究的热点。 本文主要对近年来功能性离子液体萃取分离放射性金属、重金属和稀土金属等研究进行综述,并对其未来发展进行了展望。     

微波促进离子液体相反应在有机合成中的应用

微波促进离子液体相有机合成技术作为一种新型的绿色化学合成法,引起了人们极大的兴趣。在离子液体中,微波辅助下反应快速、收率高、选择性好、后处理简单,离子液体经简单再生后可多次套用。本文综述了以离子液体为反应介质或催化剂的微波辅助技术在多种类型有机反应中的研究成果,主要包括了环合反应、亲核取代反应、金属复分解反应、酰化反应、重排反应、聚合反应、偶联反应、氧化还原反应和选择性脱溴反应等。     

手性离子液体的合成及其应用

近年来对离子液体的研究已取得了显著进展,并已在许多领域得到了广泛应用。手性离子液体(CILs)作为离子液体家族新成员,引起越来越多的兴趣。本文综述了手性离子液体的合成以及应用,并对以后的研究方向作了展望。     

功能化离子液体室温催化合成乙酸苄酯

制备了N-甲基-N′-磺酸烷基-咪唑阴离子型功能化室温离子液体,研究了功能化室温离子液体(TSILs)于室温下催化乙酸和苯甲醇反应合成乙酸苄酯的新方法,考察了多种TSILs的催化性能。结果表明,所合成的TSILs具有很高的催化活性,乙酸和苯甲醇的摩尔比为1:1．3,在室温下反应2．5 h,乙酸苄酯的产率可达92％,选择性超过99％。由于生成的乙酸苄酯不溶于催化体系,反应产物与催化体系分层,通过简单的倾析便可实现产物分离,简化了分离过程。离子液体可以循环使用,而其催化活性没有明显降低。     

N-羧基吡啶功能化离子液体的表征

合成了系列新型N-羧基吡啶功能化离子液体, 利用1H NMR、13C NMR、IR、DSC对其进行表征并研究了其与常规溶剂的相溶性, 采用酸碱滴定法测量了系列离子液体的酸离解常数pKa值. N-羧基取代吡啶功能化离子液体的pKa值在2.5~4.0之间, 并随阳离子取代羧基碳链的增长而增大; 离子之间形成氢键及阴、阳离子的大小是影响离子液体熔点的主要因素. 阴离子越小, 熔点越高. 所合成的N-羧基吡啶功能化离子液体具有相同的相溶性且由取代羧基所决定, 与常见烷基咪唑离子液体相比, N-羧基吡啶功能化离子液体与丙酮、二氯甲烷并不相溶. 功能化离子液体的阳离子取代基是影响其物化性能的主要因素, 通过改变功能化基团碳链的长短及与不同阴离子进行组合, 可以对功能化离子液体物理、化学性能进行调节.     

功能离子液体催化分子氧氧化醇为醛酮

2,2,6,6-四甲基-N-氧自由基哌啶醇(2,2,6,6-tetramethyl-piperidin-4-ol-N-oxyl,TEMPO)与氯乙酰氯反应生成2-氯乙酸-2,2,6,6-四甲基-1-氧-4-哌啶醇酯,该酯与N-甲基咪唑发生季铵化反应后再与六氟磷酸钾进行离子交换制得2,2,6,6-四甲基-N-氧自由基哌啶醇负载离子液体TEMPO-IL。温和条件下以离子液体1-甲基-3-丁基咪唑六氟磷酸盐(1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate,[bmim]PF6)为溶剂,TEMPO-IL和CuCl为催化剂,分子氧氧化各种醇为相应的醛或酮。研究发现,该氧化体系对苄醇和烯丙醇有较好的氧化效果,65℃下反应10h左右,转化率可达99%,收率可达80%~90%。氧化体系对醛酮有高度的选择性,在实验所采用的条件范围内未检测到有羧酸生成。溶剂和催化剂可循环使用,在苯甲醇的氧化中,溶剂和催化剂循环使用6次,反应转化率和苯甲醛的收率保持不变。