目前,世界上越来越多的国家将“化学化工生产绿色化”当成发展的首要前提之一。有机合成、分析化学、催化等多个学科领域的研究者们积极响应绿色化学的号召,通过减少资源的消耗,减少废弃物的排放等方式来开发更加环保的技术。尤其是在有机合成方面,绿色试剂和催化剂的选择更有利于实现绿色化学的目标。随着绿色化学化工技术的不断发展,“路易斯酸-表面活性剂复合催化剂(LASCs)”在绿色有机催化合成中的得到了广泛应用,然而,传统的催化剂制备方法(水相制备法)存在着消耗的水量大、产生的废水量较多以及易于对环境造成污染等问题,因此发展更加绿色化的合成技术具有重要意义。为克服现有制备和应用LASCs的缺点,我们开发研究了无溶剂(水)固相研磨法制备十二烷基硫酸盐(DS盐)类LASCs的工艺方法,并研究了其催化性能。主要的研究内容和结果如下:1.采用十二烷基硫酸钠(SDS)与金属硝酸盐为原料,按照反应式摩尔比配料,在研钵中研磨制备出了 9 种不同金属十二烷基硫酸盐(M(DS)x)(M=Zr,x=4;Fe,Al,Ce,Y,La,x=3;Sr,Cr,Pb,x=2)。获得的优化反应工艺参数是:加入1 mmol金属硝酸盐,加入x mmol SDS时,在室温下研磨30 min,反应结束后用15 mL水过滤洗涤3次,在室温条件下真空干燥12 h。即可获得固体粉末产物。总体上,不同的盐所得产物收率在60%-90%之间。结果表明,在反应过程中至少减少了五倍的水的用量,由此得知固相研磨法是一种制备十二烷基硫酸盐比较环保、有效的新颖技术路线。2.通过XRD、SEM、FT-IR、NMR等手段对该类盐的组成与结构、晶相特征、颗粒形貌等进行了表征分析。XRD、FT-IR结果表明,M(DS)x为双分子层结构,该类盐是十二烷基硫酸根离子跟金属离子络合的产物,不同的金属离子导致不同种类的盐有着不同的平面间距和衍射峰位置,OSO3-的分裂模式和位置对称性主要和金属离子和SDS的相互作用有关。通过SEM发现不同金属盐制备的M(DS)x有不同的形貌:有Pb(DS)2的纳米线状及其他金属盐的块状结构。3.对Pb(DS)2的制备进行了克级放大试验研究。将10 mmol(3.3450 g)Pb(NO3)2和20 mmol(5.7680 g)SDS在球磨机中研磨30 min、用150 mL水洗涤三次,产物收率能达到80%,DS盐的放大试验结果表明,该固相研磨法易于放大,工艺条件稳定。4.鉴于Pb(DS)2具有特殊的形貌,主要考察了制备的Pb(DS)2应用于无溶剂(带水剂)的肉桂酸酯化反应的催化特性。在肉桂酸和正丁醇的酯化反应中,考察了 M(DS)x为催化剂催化肉桂酸酯化反应的特性,结果表明,Pb(DS)2的催化活性最佳。当Pb(DS)2用量为30 mg时,酸醇比为1 mmol:6 mmol时,在80℃下反应6 h,酯化产物收率可达94%,催化效果较好。同样,该催化剂在其他酯化反应中效果也较好。5.探究了使用Al(DS)3为固体酸催化剂,用于水相中及固相研磨法催化合成双吲哚甲烷类化合物。以吲哚和苯甲醛的反应为例,结果表明,水相反应的最优条件为40 mg催化剂,以纯水为溶剂,室温下反应45 min,产物产率能达到93%。固相反应的最优条件为:50 mg催化剂,0.3 g的SiO2,50 Hz的研磨频率,研磨30 min,产物产率能达到98%。