固载化离子液体催化酯化反应研究进展

固载化离子液体兼具载体材料高比表面积与离子液体的高催化活性等优点,不仅提升了离子液体的利用率,大幅度降低了离子液体的用量,而且可以显著提高离子液体在酯化反应中的催化活性。本文主要综述了固载化离子液体在催化酯化反应方面的研究进展,分别介绍了以硅胶、介孔分子筛、磁性介孔二氧化硅纳米材料以及高分子等为载体的固载化离子液体在酯化反应中的催化性能,简要分析了固载化离子液体催化酯化反应的机理与影响固载化离子液体催化活性的因素,并对固载化离子液体目前存在的问题以及今后的发展方向进行了总结,建立系统的载体与离子液体的构效关系,并对其性能进行长期的工业评测是今后的主要努力方向。     

SBA-15固载酸性离子液体催化酯化反应性能

为了减少离子液体用量及解决催化剂分离问题,采用键合法制备了以SBA-15为载体的固载化离子液体催化剂[C_3SO_3HCP]HSO_4/SBA-15,通过FT-IR、TG、XRD、BET和TEM分析了催化剂的结构和稳定性。并将其应用于催化丁二酸酐和乙醇的酯化反应。结果表明:[C_3SO_3HCP]HSO4被成功固定在SBA-15上,且具有较高的热稳定性和催化活性,克服了非均相催化剂活性不高与均相催化剂难以分离的不足。在催化剂用量为反应物总质量的5%、n(C_4H_4O_3):n(C_2H_5OH)=1:3,反应温度80℃;反应时间4 h、带水剂用量为反应物总质量的30%的条件下,酯收率达93.7%,且该催化剂循环使用8次后,仍具有较高的催化活性。此外,还考察了以[C_3SO_3HCP]HSO_4/SBA-15为催化剂催化合成系列酯也获得了较高的酯收率,且易于与产物酯分离。     

SBA-15固载酸性离子液体催化酯化反应性能

为了减少离子液体用量及解决催化剂分离问题,采用键合法制备了以SBA-15为载体的固载化离子液体催化剂[C₃SO₃HCP]HSO₄/SBA-15,通过FT-IR、TG、XRD、BET和TEM分析了催化剂的结构和稳定性。并将其应用于催化丁二酸酐和乙醇的酯化反应。结果表明:[C₃SO₃HCP]HSO₄被成功固定在SBA-15上,且具有较高的热稳定性和催化活性,克服了非均相催化剂活性不高与均相催化剂难以分离的不足。在催化剂用量为反应物总质量的5%、n(C₄H₄O₃):n(C₂H₅OH)=1:3,反应温度80℃;反应时间4 h、带水剂用量为反应物总质量的30%的条件下,酯收率达93.7%,且该催化剂循环使用8次后,仍具有较高的催化活性。此外,还考察了以[C₃SO₃HCP]HSO₄/SBA-15为催化剂催化合成系列酯也获得了较高的酯收率,且易于与产物酯分离。     

高活性离子液体催化酯化反应的研究

制备了4种吡啶、三乙胺类水溶性离子液体,考察了其催化制备油酸乙酯的活性。结果表明,这4种离子液体催化活性很高,在醇酸摩尔比6∶1,反应温度77℃,反应时间6 h,催化剂用量8%反应条件下,乙基吡啶硫酸氢盐活性最高,酯化转化率可达95.9%;在催化混合脂肪酸的酯化反应中,4种离子液体均表现出较高活性,酯化转化率均高于94%,且离子液体稳定性好,可循环使用。     

功能化离子液体催化酯化反应研究进展

综述了具有不同官能团的单核、双核离子液体催化酯化反应的研究进展,针对不同官能团的单核、双核离子液体的催化机理、催化效果进行了分析,表明离子液体在酯化反应中的催化活性主要取决于其官能团和阴阳离子的结构。通过对比单核、双核离子液体催化酯化反应的研究结果发现,双核离子液体在催化酯化反应性能上相对于单核离子液体表现出一定的优势。最后,对离子液体作为酯化反应催化剂的潜在的应用前景进行了展望。     

离子液体催化酯化反应的研究进展

综述了近年来离子液体作为一种绿色催化剂在酯化反应中的应用研究进展,指出了目前离子液体催化酯化中存在的问题,并给出了解决这些问题的方法和建议。     

咪唑硫酸氢盐离子液体催化酯化反应

考察了 1-甲基咪唑硫酸氢盐、1-甲基-3-烷基咪唑硫酸氢盐([Cnmin]HSO4,n=2,4,8,12)、1-甲基-3-(3-磺丙基)咪唑硫酸氢盐[C3SO3Hmim ]HSO4)等6种质子化咪唑硫酸氢盐离子液体的酸性、溶解性及其对6个酯化反应的催化性能的影响.实验结果表明,离子液体的酸性和溶解性对其在酯化反应中的催化活性均有一定的影响.酸性最强的[C3SO3Hmim]-HSO4对所有酯化反应的催化活性皆为最高,并且在反应完成后均能与酯产物自行分相.存合成3种乙酸酯的反应条件下,反应完成后能与酯产物分相的离子液体倦化活性比不能分相的要高.可见,咪唑环上的取代基影响离子液体的酸性及其与酯化体系中各组分的互溶性,从而影响其催化活性和分相性能.     

壳聚糖固载碱性离子液体催化Knoevenagel缩合反应

通过壳聚糖与1-乙烯基-3-丁基氯化咪唑（[VBIm]Cl）的自由基加成反应以及随后与KOH溶液的阴离子交换反应,制备了壳聚糖固载碱性离子液体催化剂（CS-NH-[EBIm]OH）。考察了该催化剂在苯甲醛与丙二腈的Knoevenagel缩合反应中的催化性能。结果表明：CS-NH-[EBIm]OH是催化Knoevenagel反应的高效多相催化剂,所得缩合产物（苯亚甲基丙二腈）的收率和选择性分别高达99.1%和100%。每次使用后的催化剂经简单处理后可以再循环使用4次而产物产率无明显下降。此外还发现CS-NH-[EBIm]OH对各种醛和丙二腈的Knoevenagel缩合反应表现出较高的催化活性。     

三乙胺离子液体用于催化衣康酸酯化反应研究

制备了多种Brφnsted酸性离子液体,分别将其作为催化剂用于衣康酸酯化反应,考察其催化性能与结构的关系.筛选对比表明三乙胺类离子液体具有较好的催化性能及重复使用性,由FT-IR、NMR对其进行了表征测定.以离子液体[HSO3-pTEA]pTSA为催化剂合成衣康酸二正丁酯,在重复使用7次后催化所得酸转化率为96.5%.优化工艺条件下得酸转化率为98.8%,酯收率为96.7%;以离子液体[HSO3-pTEA]HSO4为催化剂合成衣康酸二异辛酯,在重复使用7次后催化所得酸转化率为95.2%.优化工艺条件下得酸转化率为98.7%,酯收率为96.3%.     

双核酸性功能化离子液体催化酯化反应研究

合成了系列阳离子为双咪唑的双核功能化酸性离子液体双-(3-甲基-1-咪唑)亚乙基双硫酸氢盐([C2(Mim)2]HSO4)、双-(3-甲基-1-咪唑)亚丙基双硫酸氢盐([C3(Mim)2]HSO4)、双-(3-甲基-1-咪唑)亚丁基双硫酸氢盐([C4(Mim)2]HSO4),并分别对其进行了IR、1HNMR结构表征。将合成的离子液体用于系列酯化反应中,探讨了双核离子液体对其催化活性的影响。结果表明,当n(酸)∶n(醇)∶n(IL)为1.25∶1∶0.026,反应时间为2.5 h,反应温度为60℃时,醋酸系列酯收率高达94%以上;在相同反应条件下,丁酸系列酯反应需要较长的时间(3~3.5 h),收率可达92%以上,而苯甲酸系列酯收率可达87%以上。机理研究表明,双核功能化酸性离子液体的催化酯化反应能够在反应过程中实现原位的反应分离耦合。     

固定化Bronsted酸性离子液体催化酯化反应

设计合成了1-甲基-3-丁烷磺酸咪唑硫酸氢盐（［（n-Bu-SO₃H）MIm］［HSO₄］）、1-甲基-3-丁烷磺酸咪唑对甲苯磺酸盐（［（n-Bu-SO₃H）MIm］［p-CH₃C₆H₄SO₃］）和硫酸三乙胺（［Et₃NH］［HSO₄］）3种Bronsted酸性离子液体,考察了其催化正己酸与乙醇酯化反应的活性,分别采用浸渍法和溶胶-凝胶法将活性最佳的离子液体［（n-Bu-SO₃H）MIm］［HSO₄］固定在硅胶上,对固定化离子液体催化正己酸与乙醇酯化反应的性能及重复使用性能进行了比较,并采用¹H NMR、元素分析和FTIR等方法对其进行了表征。研究结果表明：采用浸渍法A、浸渍法B和溶胶-凝胶法固定的离子液体的负载量（质量分数）分别为15.5 %、20.5 %和40.5 %,催化正己酸与乙醇酯化反应所得正己酸乙酯的产率分别为75.3%、92.6%和92.6%。但浸渍法制备的固定化离子液体不稳定,重复使用4次（浸渍法A）和8次（浸渍法B）后离子液体负载量分别下降到3.0 %和7.0 %,正己酸乙酯产率分别降为24.2%和64.5%;而采用溶胶-凝胶法制备的固定化离子液体重复使用10次后,离子液体的负载量为39.0%,流失很少,正己酸乙酯产率依然高达92.7%。将溶胶-凝胶法制备的固定化离子液体进一步应用于其他脂肪酸与乙醇的酯化反应,乙酯产率均在90.0%左右,表明采用溶胶-凝胶法是制备固定化离子液体催化剂的有效方法。     

活性炭固载硅钨酸催化酯化反应的研究

报道了一种硅钨酸载体催化剂催化酯化反应的一般规律。考察了催化剂的吸附量和重复使用性能 ,脂肪酸的酸性 ,脂肪醇 ,含环醇和芳香酸的种类等因素对酯化反应的影响。实验表明 ,这种催化剂不仅重复性能好 ,同一催化剂重复使用 5次 ,酯收率只减少 1% ;而且催化活性高 ,当硅钨酸吸附量为 2 1 1%时 ,催化合成戊酸丁酯的收率可达 92 6 %以上。催化反应表现出脂肪酸酸性越强 ,脂肪醇体积和含环醇空阻越小 ,酯的收率越高的一般规律     

高活性Brönsted离子液体催化酯化反应

制备了两种基于4-二甲氨基吡啶(DMAP)的、对水和空气稳定的、带-SO3H官能团的Br(o)nsted酸离子液体,它们具有高的催化活性、很好的稳定性、可以循环使用、对环境友好,用于催化十三烷二酸与醇反应制备一系列二元酸酯,收率达到80%,二元酸酯选择性达到100%,且催化剂易与产物二元酸酯分离.     

高活性Brnsted离子液体催化酯化反应

制备了两种基于4-二甲氨基吡啶(DMAP)的、对水和空气稳定的、带—SO3H官能团的Brnsted酸离子液体,它们具有高的催化活性、很好的稳定性、可以循环使用、对环境友好,用于催化十三烷二酸与醇反应制备一系列二元酸酯,收率达到80%,二元酸酯选择性达到100%,且催化剂易与产物二元酸酯分离。     

硅胶固载离子液体催化剂的制备及在酯化反应中的应用

为了减少离子液体用量及解决催化剂分离问题,该文采用溶胶-凝胶法制备出一种硅胶固载Brφnsted酸性离子液体催化剂{[Hmim]TsO/silicagelw([Hmim]TsO)=62%},用DRFITS、FTRaman、BET对其进行了表征,结果表明,离子液体已较好地固载于硅胶上,催化剂比表面积为51.15m2/g。将其应用于催化合成醋酸丁酯反应,较佳反应条件为:95℃,n(丁醇)∶n(醋酸)=1.2∶1,离子液体用量为反应物总质量的5.6%,反应时间6h,酯化率可达94%。与单纯离子液体[Hmim]TsO催化效果相比,离子液体质量减少72%,酯化率提高了8.9%,催化剂易分离,循环使用6次后,酯化率仍可达到83.3%。     

[emim]BF4离子液体催化酯化反应研究

研究了环境友好的[emim]BF4离子液体催化亚油酸等高碳脂肪酸与无水乙醇酯化反应,考察了亚油酸与乙醇的摩尔比、反应温度、离子液体用量等条件对亚油酸酯化反应结果的影响,优化了反应的工艺条件.适宜的反应条件为n(乙醇)n(亚油酸)=41,回流反应温度,[emim]BF4用量为反应物质量的42%.结果表明[emim]BF4离子液体对亚油酸等脂肪酸的酯化反应显示了优异的催化活性,亚油酸酯化率最高可达94%.反应产物与离子液体易于分离,离子液体循环使用5次以上,酯化率没有明显降低.     

固定化Brnsted酸性离子液体催化酯化反应

设计合成了1-甲基-3-丁烷磺酸咪唑硫酸氢盐([(n-Bu-SO3H)MI m][HSO4])、1-甲基-3-丁烷磺酸咪唑对甲苯磺酸盐([(n-Bu-SO3H)MI m][p-CH3C6H4SO3])和硫酸三乙胺([Et3NH][HSO4])3种Brnsted酸性离子液体,考察了其催化正己酸与乙醇酯化反应的活性,分别采用浸渍法和溶胶-凝胶法将活性最佳的离子液体[(n-Bu-SO3H)MI m][HSO4]固定在硅胶上,对固定化离子液体催化正己酸与乙醇酯化反应的性能及重复使用性能进行了比较,并采用1H NMR、元素分析和FTIR等方法对其进行了表征。研究结果表明:采用浸渍法A、浸渍法B和溶胶-凝胶法固定的离子液体的负载量(质量分数)分别为15.5%、20.5%和40.5%,催化正己酸与乙醇酯化反应所得正己酸乙酯的产率分别为75.3%、92.6%和92.6%。但浸渍法制备的固定化离子液体不稳定,重复使用4次(浸渍法A)和8次(浸渍法B)后离子液体负载量分别下降到3.0%和7.0%,正己酸乙酯产率分别降为24.2%和64.5%;而采用溶胶-凝胶法制备的固定化离子液体重复使用10次后,离子液体的负载量为39.0%,...     

离子液体催化酯化应用研究与进展

结合近几十年来的研究工作,综述了离子液体的发展历程、种类、特点、制备方法以及离子液体作为催化剂在酯化反应中的应用及其催化机理,比较了离子液体催化剂与传统催化剂在酯化反应中的应用,并根据目前催化酯化中存在的问题,提出了解决方法。     

固载化吡咯烷酮离子液体催化合成聚甲醛二甲醚

以HMCM-22分子筛为载体,化学键合固载吡咯烷酮离子液体,并用于催化合成聚甲醛二甲醚(DMM_n).XRD,FTIR及SEM结果表明:吡咯烷酮离子液体可以较好地固载于HMCM-22分子筛上.优选合成聚甲醛二甲醚的反应条件为:催化剂用量为总反应物质量的2.0%,甲缩醛与多聚甲醛的质量比(醇醛比)为2∶1,反应温度为120℃,反应时间为6h,离子液体负载量为2.0.产物中的甲缩醛转化率和DMM3-8选择性分别可达55.41%和30.87%,与纯离子液体和分子筛催化剂的反应效果相比,DMM3-8收率得到较大提高,且反应结束后催化剂和产物可自动分离为两相,可直接回收催化剂循环使用.重复使用4次后负载型分子筛催化剂仍能保持很高的活性.     

固载化离子液体催化碳酸乙烯酯水解制备乙二醇

采用溶胶-凝胶法制备了以SiO2为载体的固载化离子液体催化剂,并将其首次用于催化碳酸乙烯酯(EC)水解制备乙二醇(EG)的反应. 结果表明,固载化碱性离子液体S-[bpim][HCO3]对碳酸乙烯酯水解制EG反应具有良好的催化活性和EG选择性,克服了非均相催化剂活性不高与均相催化剂难以分离的不足. 在催化剂浓度为0.0511 g/mL、温度140℃、压力0.4 MPa及EC/H2O=1:2(摩尔比)、反应时间3 h的条件下,EC转化率达99.7%,EG选择性为100%. 该催化剂在循环使用5次后,EC转化率无明显下降,EG的选择性始终接近100%.