功能化强酸性离子液体催化合成1，7-庚二醇

论文摘要

1,7-庚二醇是重要的精细有机合成中间体,常用于聚酯、石油化工、香精香料、化妆品等工业中。在医药工业中常用作制造各类软膏、软化剂、药丸的溶剂等,也可作为材料合成中的添加剂。最近几年,该产品的市场需求量逐渐增加,正在引起国内外的重视。本文以1,7-庚二酸为原料,经过酯化和还原反应两步合成1,7-庚二醇。酯化反应中,设计并制备了一种新型的双核阳离子强酸性离子液体,以庚二酸和无水乙醇为原料,在新型的双核离子液体催化下合成庚二酸二乙酯,采用单因素和正交实验考察了催化剂用量、反应时间、反应温度和醇酸比对反应的影响,得出反应的最佳条件为：当原料比n（C2H5OH）:n（C7H1204）=3:1、催化剂用量为1.00 g、反应时间5.5 h、反应温度108℃时,1,7-庚二酸二乙酯的收率为97.8%。离子液体重复使用5次,庚二酸二乙酯的收率均在96.6%以上与传统的浓硫酸为催化剂相比较,离子液体具有稳定性高、无污染、副反应少、重复性好且避免使用有机溶剂做带水剂等优点。利用元素分析、红外光谱、核磁共振谱等方法对新型的双核阳离子强酸性离子液体进行了表征,验证了所得离子液体的结构和纯度,对它的1H NMR谱信号进行了归属,为其结构鉴定和纯度分析提供了重要依据。还原反应中,采用NaBH4/ZnCl2体系还原1,7-庚二酸二乙酯。实验证明NaBH4/ZnCl2体系还原1,7-庚二酸二乙酯是可行的。采用单因素实验分别考察了加料方式、催化剂用量、反应时间和反应温度对反应的影响。实验证明加料方式对反应能否进行起关键性作用,当硼氢化钠、氯化锌与1,7-庚二酸二乙酯的摩尔比为3：3：1,在室温下反应8 h,收率可达79.2%。此法具有操作简便、副反应少、条件温和与选择性好等优点。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 文献综述
• 1.1 引言
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 酯化反应中催化剂的选择
• 1.2.1.1 无机酸、有机酸及其盐
• 1.2.1.2 强酸性离子交换树脂
• 1.2.1.3 杂多酸及固载杂多酸
• 1.2.1.4 非酸性催化剂
• 1.2.1.5 强酸性离子液体
• 1.2.2 酯的还原反应
• 1.2.2.1 催化氢化法还原
• 1.2.2.2 醇-钠还原法
• 1.2.2.3 氢化铝锂法
• 1.2.2.4 硼氢化钠法
• 1.2.2.5 醇铝还原法
• 1.2.2.6 其他还原方法
• 1.3 课题的目的、意义及主要研究内容
• 第二章 新型双核阳离子离子液体的合成
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验试剂
• 2.2.2 实验仪器
• 2.2.3 实验操作
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 功能化离子液体的制备
• 2.3.2 强酸性双核阳离子离子液体N,N'-烷基-（3-甲基）-二咪唑硫酸氢盐的表征
• 2.3.2.1 红外光谱（IR）分析
• 2.3.2.2 元素分析
• 2.3.2.3 核磁共振氢谱（HNMR）分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 强酸性离子液体催化合成庚二酸二乙酯
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验试剂
• 3.2.2 实验仪器
• 3.2.3 实验操作
• 3.2.4 产品表征
• 3.2.4.1 气相色谱分析
• 3.2.4.2 红外光谱（IR）分析
• 3.3 结果与讨论
• 4催化合成庚二酸二乙酯'>3.3.1 [Emin]HSO₄催化合成庚二酸二乙酯
• 3.3.1.1 反应时间对收率的影响
• 3.3.1.2 反应温度对收率的影响
• 3.3.1.3 催化剂用量对收率的影响
• 3.3.1.4 醇酸比对收率的影响
• 3.3.1.5 正交实验
• 3.3.1.6 催化剂的循环利用
• 3.3.2 强酸性双核阳离子离子液体N,N'-烷基—（3-甲基）-二咪唑硫酸氢盐（B）催化合成庚二酸二乙酯
• 3.3.2.1 反应时间对收率的影响
• 3.3.2.2 反应温度对收率的影响
• 3.3.2.3 催化剂B用量对收率的影响
• 3.3.2.4 醇酸比对收率的影响
• 3.3.2.5 正交实验
• 3.3.2.6 催化剂B的循环利用
• 3.3.3 催化剂的比较
• 3.4 本章小结
• 第四章 1,7-庚二醇的合成
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 实验原料与设备
• 4.2.2 反应步骤及原理
• 4.2.3 实验步骤
• 4.2.3.1 原料预处理
• 4.2.3.2 还原实验操作
• 4.2.3.3 粗品的分离提纯
• 4.2.4 产品表征
• 4.2.4.1 气相色谱分析
• 4.2.4.2 红外光谱（IR）分析
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 加料顺序对反应收率的影响
• 4.3.2 原料配比对收率的影响
• 4.3.2.1 氯化锌和硼氢化钠的摩尔比对收率的影响
• 4.3.2.2 硼氢化钠用量对收率的影响
• 4.3.3 反应温度对收率的影响
• 4.3.4 反应时间对收率的影响
• 4.3.5 硼氢化钠体系其他方法
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 个人简历及硕士期间发表论文
• 致谢