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碱性离子液催化合成碳酸二烷基酯的研究

2020-12-10阅读(896)

碱性离子液催化合成碳酸二烷基酯的研究

论文摘要

离子液体以其良好的导电性、宽的电化学窗口、可以忽略的蒸汽压及良好的溶解度等特点已经在电化学、有机合成、催化、分离等领域被广泛应用。近年来对离子液体的研究大部分都集中在酸性离子液体上，对碱性离子液体的报道相对较少。本论文在温和的条件下使用碱性离子液催化碳酸二甲酯与脂肪醇酯交换反应，合成目标碳酸二烷基酯化合物。主要内容包括以下三部分的内容：（1）使用碱性离子液[bmIm]Im催化碳酸二甲酯与正丙醇酯交换反应，合成了碳酸二丙酯，并对实验条件进行了优化。实验表明，[bmIm]Im对n-PrOH与DMC酯交换反应合成碳酸二丙酯（DPC）很高的催化活性，反应最佳工艺条件是：反应时间4小时，催化剂用量为2.0%，n（DMC）:n（n-PrOH）=1:4。在此反应条件下，DPC的产率为50.6%，碱性离子液体[bmIm]Im重复使用了5次，仍具有较高的催化活性；（2）使用碱性离子液[bmIm]OH催化碳酸二甲酯与正丁醇酯交换反应，合成了碳酸二丁酯，并对实验条件进行了优化。研究结果表明，碱性离子液[bmIm]OH对n-BuOH与DMC酯交换反应合成碳酸二丁酯（DBC）很较好的催化活性，在反应温度100℃，反应时间2小时，催化剂用量为3.0%，n（DMC）:n（n-PrOH）=1:3的条件下，DBC的产率可达55.41%。重复使用5后，碱性离子液体[bmIm]OH仍具有较高的催化稳定性；（3）使用碱性离子液[bmIm]OH催化碳酸二甲酯与正戊醇酯交换反应，合成了碳酸二戊酯，并对实验条件进行了优化。研究结果表明，碱性离子液[bmIm]OH对正戊醇与碳酸二甲酯进行酯交换反应合成碳酸二戊酯具有较好的催化活性，在反应时间1小时，催化剂用量为2.0%，n（DMC）:n（n-PeOH）=1:4的条件下，DPC的产率可达75%以上。重复使用5次后，碱性离子液体[bmIm]OH的催化活性仍没有明显的降低。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 文献综述
  • 1.1 离子液体的酸碱分类
  • 1.1.1 中性阴离子
  • 1.1.2 酸性阳离子和阴离子
  • 1.1.3 碱性阳离子和阴离子
  • 1.1.4 两性阴离子
  • 1.2 碱性离子液的合成
  • 1.2.1 [bmIm]OH 的合成
  • 1.2.2 固载碱性离子液的合成
  • 1.2.3 功能化离子液[DBU][Ac]的合成
  • 1.3 碱性离子液在有机合成中的应用
  • 1.3.1 Knoevenagel 缩合
  • 1.3.2 Henry 反应
  • 1.3.3 Michael 加成
  • 1.3.4 Markovnikov 加成反应
  • 1.3.5 Mannich 反应
  • 1.3.6 其他有机合成反应
  • 1.4 论文的研究目的和主要内容
  • 1.4.1 论文的研究目的
  • 1.4.2 论文的研究特色和创新之处
  • 第二章 碱性离子液[bmIm]Im 催化合成碳酸二丙酯研究
  • 2.1 引言
  • 2.2 实验部分
  • 2.2.1 试剂与仪器
  • 2.2.2 碱性离子液体的制备
  • 2.2.3 DPC 的合成
  • 2.3 结果与讨论
  • 2.3.1 碱性离子液体的筛选
  • 2.3.2 产物分析
  • 2.3.3 反应时间对 DPC 产率的影响
  • 2.3.4 [bmIm]Im 用量对 DPC 产率的影响
  • 2.3.5 物料摩尔比对 DPC 产率的影响
  • 2.3.6 [bmIm]Im 重复使用试验
  • 2.3.7 反应机理的探讨
  • 2.4 结论
  • 第三章 碱性离子液[bmIm]OH 催化合成碳酸二丁酯的研究
  • 3.1 引言
  • 3.2 实验部分
  • 3.2.1 试剂与仪器
  • 3.2.2 碱性离子液的制备
  • 3.2.3 DBC 的合成
  • 3.3 结果与讨论
  • 3.3.1 产物分析
  • 3.3.2 反应温度对 DBC 产率的影响
  • 3.3.3 反应时间对 DBC 产率的影响
  • 3.3.4 [bmIm]OH 用量对 DBC 产率的影响
  • 3.3.5 物料摩尔比对 DBC 产率的影响
  • 3.3.6 [bmIm]OH 重复使用试验
  • 3.3.7 反应机理的探讨
  • 3.4 结论
  • 第四章 碱性离子液[bmIm]OH 催化合成碳酸二戊酯研究
  • 4.1 引言
  • 4.2 实验部分
  • 4.2.1 试剂与仪器
  • 4.2.2 碱性离子液的制备
  • 4.2.3 DPC 的合成
  • 4.3 结果与讨论
  • 4.3.1 产物分析
  • 4.3.2 反应温度对 DPC 产率的影响
  • 4.3.3 反应时间对 DPC 产率的影响
  • 4.3.4 物料摩尔比对 DPC 产率的影响
  • 4.3.5 [bmIm]OH 用量对 DPC 产率的影响
  • 4.3.6 [bmIm]OH 重复使用试验
  • 4.4 结论
  • 第五章 总结
  • 参考文献
  • 个人简历 在读期间发表的学术论文
  • 致谢

    • 相关论文文献

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