离子液体在催化反应中的应用研究

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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%。
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