离子液体在催化反应中的应用研究

论文摘要

本论文主要研究离子液体介质中的Michael加成反应和Fischer吲哚合成等酸碱催化反应。首先，研究离子液体介质中，碱催化丙二酸酯对α，β—烯酮和β—硝基烯烃的Michael加成反应。研究结果表明，咪唑型离子液体表现出良好的反应性能，在BMImPF6介质中，NaOH催化下，室温反应45～120min，即可得到75.2～96.8％收率的Michael加成产物，NaOH／BMImPF6体系可以稳定地循环使用6次以上。然后，研究了Brφnsted酸性离子液体中Fischer吲哚合成反应。结果表明：BMImHSO4离子液体反应效果最好，在70～110℃下，0.5～6h内，收率可达83～97％，并且在底物为不对称酮时，获得了单一的双取代吲哚类化合物。吲哚产物在不使用挥发性溶剂下，可以简便地从反应混合物中分离出来。BMImHSO4离子液体通过1当量的HCl溶液处理，能够有效地循环使用而不失活。最后，设计合成了一类含有酰胺结构片断的咪唑型离子液体，总收率达到51.8～74.0％。采用1H NMR、FT-IR、元素分析、DSC、TG、黏度、溶解性和电化学等表征手段，对其结构组成和物理性质进行了全面的表征。结果表明：新型酰胺功能化咪唑型离子液体具有热稳定性高（在295.2℃以下不分解）、电化学窗口宽（4.0～4.2V）、凝固点低（最低可达-76.5℃）等特点，并在极性溶剂中具有良好的溶解性。同时探讨了3-（N，N-二乙基氨甲酰基甲基）-1-甲基咪唑四氟硼酸盐（3a）离子液体在Michael加成反应和Fischer吲哚反应中的应用，获得了比传统离子液体BMImBF4更优的反应效果，收率和转化率相对提高0.8～6.0％和21.4～74.4％。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 离子液体
• 1.2 离子液体的性质、组成及分类
• 1.2.1 离子液体的性质
• 1.2.2 离子液体的组成和分类
• 1.3 离子液体的制备
• 1.3.1 普通离子液体的制备
• 1.3.2 Brφnsted酸离子液体的制备
• 1.4 离子液体在有机化学领域中的应用
• 1.4.1 常规离子液体中的有机合成
• 1.4.2 酸性离子液体中的有机合成
• 1.4.3 离子液体中的电化学有机合成
• 1.5 小结
• 1.6 本论文的选题背景和意义
• 1.6.1 课题的研究背景
• 1.6.2 本论文拟研究的内容及意义
• 第二章 离子液体中碱催化丙二酸酯对α,β—不饱和化合物的Michael加成反应
• 2.1 前言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 仪器与试剂
• 2.2.2 实验步骤
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 不同反应介质中的Michael加成反应性能
• 2.3.2 NaOH/离子液体体系的循环使用性能
• 6离子液体介质中Michael加成'>2.3.3 BMImPF₆离子液体介质中Michael加成
• 2.4 结论
• 第三章 Brφnsted酸性离子液体中的Fischer吲哚合成
• 3.1 前言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 仪器与试剂
• 3.2.2 实验步骤
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 不同Brφnsted酸性离子液体中的Fischer吲哚合成
• 4中的Fischer吲哚反应'>3.3.2 不同酮（醛）与芳香肼在BMImHSO₄中的Fischer吲哚反应
• 3.4 结论
• 第四章 新型酰胺功能化咪唑型离子液体
• 4.1 前言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 仪器与试剂
• 4.2.2 实验步骤
• 4.3 酰胺功能化离子液体理化性质测定
• 4.3.1 DSC测试
• 4.3.2 热重分析
• 4.3.3 黏度测试
• 4.3.4 溶解性分析
• 4.3.5 电化学窗口测试
• 4.4 酰胺功能化离子液体在有机反应中的应用
• 4.4.1 在Michael加成反应中的应用
• 4.4.2 在Fischer吲哚合成中的应用
• 4.5 结论
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录
• 攻读硕士学位期间发表的论文和申请的发明专利