新型环己亚胺类离子液体的合成及其催化酯化反应性能

利用环己亚胺与1,3-丙烷磺酸内酯生成的1-(3-磺丙基)环己亚胺盐,合成了2种新型Br?nsted酸性离子液体1-(3-丙磺基) 环己亚胺硫酸氢盐（[HMIPS]HSO4）和1-(3-丙磺基) 环己亚胺对甲苯磺酸盐（[HMIPS]OTs）。采用1H NMR、FT-IR、LC-ESI-MS及DSC-TG等方法对其进行了表征。结果表明,所合成的[HMIPS]HSO4和[HMIPS]OTs是一类新型的Br?nsted酸性离子液体。该类型离子液体含有环己亚胺7元环,分解温度高于260℃,其水溶液的pH值与相同浓度的硫酸水溶液的相近,具有较强的Br?nsted酸性。最后考察了所合成的新型离子液体对柠檬酸和正丁醇酯化反应的催化性能,并与传统咪唑类离子液体进行了对比。结果显示,所合成的新型离子液体具有良好的催化活性,[HMIPS]HSO4为催化剂时,在n(柠檬酸):n(正丁醇):n([HMIPS]HSO4)＝5:1:0.02,110-130℃和回流反应2 h的条件下,柠檬酸的转化率为98.3%,柠檬酸三丁酯的收率可达97.5%。而传统的咪唑离子液体[MIMPS]HSO4为催化剂时,柠檬酸的转化率和柠檬酸三丁酯的收率分别为95.8%和94.7%。[HMIPS]HSO4催化剂在重复使用10次后催化活性未见明显下降。     

Brφnsted酸性离子液体催化苯酚羟烷基化反应合成双酚F

合成了以不同碳链长度的N-甲基咪唑[C6mim]+为阳离子,HSO4-、H2PO4-、CH3COO-为阴离子的一系列Brφnsted酸性离子液体,表征了其结构和酸性强度,以苯酚和甲醛合成双酚F的羟烷基化反应考察了它们的催化效果。在阳离子结构一定时,阴离子为HSO4-的离子液体酸性最强,催化效果最好;在阴离子结构一定时,随着阳离子中烷基链增加,酸性缓慢增加,但当烷基链中碳原子数为6时,催化效果最好。以[C6mim][HSO4]为酸催化剂,在反应时间60 min、酸/醛比1:1、原料酚醛比6:1、反应温度90℃的条件下双酚F的收率达到80.5%,选择性超过90%。该离子液体重复使用性好和腐蚀性低,有望成为一种极具发展潜力的双酚F合成催化剂。     

单核及双核叔铵盐离子液体的合成及用于柠檬酸三丁酯的制备

合成了具有Bronsted酸性的单核叔铵盐离子液体1-(丙酸基)高哌啶硫酸氢盐[HMILS]HSO4和双核叔铵盐离子液体双-(1-高哌啶)亚丁基双硫酸氢盐HMIBL[HSO4]2,用红外、核磁、元素分析及热分析等方法对合成的产物进行表征。把合成的单核及双核酸性离子液体作为催化剂用于催化柠檬酸和正丁醇的酯化反应,考察其催化活性。结果表明,离子液体的催化活性与其酸强度呈相关性,其中双核离子液体HMIBL[HSO4]2具有较强的酸性和较高的催化活性,当反应条件为n(正丁醇)∶n(柠檬酸)∶n(HMIBL[HSO4]2)=5∶1∶0.05、120℃、反应时间3h,柠檬酸的转化率和柠檬酸三丁酯的选择性分别为98.91%和99.53%,反应后的酸性离子液体可以回收,稳定性好,重复使用10次后仍有较高的催化活性。     

酸性离子液体催化合成9-芳基-2,3,4,5,6,7-六氢-2H-氧杂蒽-1,8-二酮

报道了酸性离子液体1-(3-磺酸)-丙基-3-甲基咪唑磷酸二氢盐([HSO3(CH2)3mim]H2PO4)能有效促进1,3-环己二酮和芳香醛的缩合反应,生成标题化合物.反应具有环境友好、操作简单、速度快、产率高、离子液体可回收使用等优点,反应中酸性离子液体能同时起到催化剂和溶剂的双重作用.     

含羧酸基离子液体催化苯酚与叔丁醇烷基化反应的研究

研究了含羧酸基离子液体[C1imCH2CH2COOH]HSO4催化苯酚与叔丁醇的烷基化反应,考察不同的酸性离子液体、反应温度T、反应时间t、反应物摩尔比及离子液体(IL)用量等因素对反应结果的影响,并考察了重复利用离子液体的可能性.研究结果表明,在T=70℃,n(苯酚)∶n(叔丁醇)∶n(IL)=5∶5∶4,t=7h的...     

Pt-[HSO_3-bvim]HSO_4/SiO_2双功能催化剂制备及其催化性能研究

针对离子液体固载中存在的使用物理方法固载的离子液体易流失的问题,采用化学键合的方法将离子液体固载于硅胶表面.合成了一种新型Brφnsted酸性离子液体1-乙烯基-3-磺丁基咪唑硫酸氢盐([HSO3-bvim]HSO4),并通过自由基链转移反应将该酸性离子液体用化学键固定于氢硫基官能团化的硅胶表面,制备出了[HSO3-bvim]HSO4/SiO2固体酸催化剂,再利用化学还原方法在该固体酸催化剂上负载金属铂,得到Pt-[HSO3-bvim]HSO4/SiO2双功能催化剂.采用傅立叶红外光谱、核磁共振光谱、热重、元素分析和X射线衍射等方法对所制备的样品进行了结构表征.将该双功能催化剂应用于硝基苯催化加氢合成对氨基苯酚反应中,结果表明,其具有一定的催化活性.在85 ℃、4 h、0.4 Mpa条件下,双功能催化剂可以多次重复使用,对氨基苯酚的收率大于3.1%.     

新型酸功能化离子液体催化合成柠檬酸三丁酯的研究

研究了酸功能化离子液体1-（4-磺酸基）丁基-3-甲基咪唑磺酸盐[（CH2）4SO3Hmirn]HSO4、1-（4-磺酸基）丁基吡啶硫酸氢盐[（CH2）4SO3HPy]HSO4及1-（4-磺酸基）丁基三乙胺硫酸氢盐[（CH2）4SO3HTEA]HSO4催化柠檬酸三丁酯的合成.系统考察了反应时间、酸与醇的配比、催化剂的用量、不同阳离子、不同阴离子等因素对反应的影响及催化剂重复使用性,优化了反应条件.得到较佳工艺条件为∶当酸与醇摩尔比为1∶4.5,催化剂用量为反应物总质量的2％,反应4h,酯化率可达99％以上.分离出的离子液体未经任何处理重复使用5次后,酯化率仍可为89.5％.     

超声辐射下酸性离子液体催化合成1,1-二乙酸酯

室温无溶剂超声辐射下,以功能化酸性离子液体[C3SO3Hnhm][HSO4]为催化剂、芳香醛和乙酸酐为原料合成1,1-二乙酸酯。通过单因素试验优化了反应条件,研究了该离子液体的重复使用性能及催化剂的底物适用性。结果表明,当苯甲醛与乙酸酐的摩尔比为1∶2.3,20℃超声辐射反应15 min,催化剂用量为苯甲醛物质的量的1%时,收率可达96%以上;[C3SO3Hnhm][HSO4]重复使用5次,其催化活性下降不明显;将[C3SO3Hnhm][HSO4]用于其他芳香醛的催化,收率为84%~98%。     

酸性离子液体催化合成季戊四醇棕榈油酸酯

合成两种酸性离子液体,正丁基甲基咪唑硫酸氢盐[n-C4Im][HSO4]和异丁基甲基咪唑硫酸氢盐[i-C4Im][HSO4],催化合成季戊四醇棕榈油酸酯(PPAE),结果发现[i-C4Im][HSO4]催化活性最大。通过对影响转化率的各种因素考察,得到最佳反应条件:棕榈油酸与季戊四醇物质的量比为6∶1,离子液体催化剂用量5%(质量分数),反应温度220℃,反应时间4 h,PPAE转化率为91.8%。离子液体催化剂重复使用2次后,转化率开始缓慢下降,但补充适量硫酸后离子液体即可恢复催化活性。与传统的强酸催化剂相比,[i-C4Im][HSO4]具有合成的PPAE色泽好、催化剂易回收与重复利用的优点。     

制备条件对自由基聚合固载酸性离子液体催化性能的影响

利用改性的巯基硅胶与乙烯基咪唑类酸性离子液体发生自由基聚合反应制备固载酸性离子液体催化剂[（CH2）3SO3HVIm]HSO4/硅胶.考察聚合温度、离子液体单体量和聚合反应时间的变化对所制备催化剂催化性能的影响,并用红外光谱（FT-IR）、热重/差示扫描量热分析（TG/DSC）等对催化剂进行表征.结果表明：聚合温度60℃、每g巯基硅胶载体固载离子液体单体10mmol、聚合反应时间30h时合成的催化剂催化效果最佳.同时,将最佳条件下制备的催化剂应用于一系列羧酸与醇的酯化反应,酯收率大于87%.     

酸性离子液体作催化剂的硝基苯加氢合成对氨基苯酚

针对硝基苯催化加氢合成对氨基苯酚(PAP)的过程,提出了Pt/SiO2和新型季铵型Brφnsted酸性离子液体N,N,N-三甲基-N-磺丁基硫酸氢铵(［HSO₃-b-N(CH₃)₃］HSO₄)构成的双功能催化体系。考察了离子液体浓度、Pt/SiO₂用量及操作条件对对氨基苯酚收率和选择性的影响。并与硫酸体系进行了对比。在85℃、4 h、0.4 MPa条件下,硝基苯转化率96.6%,对氨基苯酚的选择性为81.4%,优于Pt/SiO₂和硫酸溶液体系。可能的原因是,离子液体增加了硝基苯溶解度,并且抑制了中间产物苯基羟胺的深度加氢。反应后用减压过滤可分离出Pt/SiO₂催化剂;滤液经由萃取、减压蒸馏和结晶析出PAP。结果证明,该双功能催化体系重复使用3次,PAP收率没有明显的下降。     

SO3H-功能化季铵盐离子液体催化酯交换制备生物柴油

采用两步合成法制备了4种SO3H-功能化季铵盐离子液体,红外与核磁共振光谱表征结果表明,其结构符合理论结构特点. 热稳定性分析表明,其分解温度都在200℃以上,均可作为制备生物柴油的催化剂. 将这4种离子液体用于催化制备生物柴油,其催化活性主要与其阴离子的结构有关,[n-But3N(CH2)3SO3H][CH3SO3]的催化活性最好. 甲醇:三油酸甘油酯摩尔比为12:1、催化剂用量7%(w)、在65℃下反应24 h时,油酸甲酯产率最高(89.65%). 催化剂重复使用性能良好.     

酸性离子液体［(CH2)4SO3HMIM］［HSO4］催化潲水油制备生物柴油的研究

制备了酸性离子液体[(CH₂)₄SO₃HMIM］［HSO₄］并用于催化潲水油制备生物柴油,研究了反应时间、反应温度、醇油物质的量比和剂油物质的量比等对酯交换反应转化率的影响,确定了较适宜的反应条件。结果表明,在反应时间4 h、反应温度140 ℃、醇油物质的量比12和剂油物质的量比0.08条件下,酯交换反应转化率为92.13%。制备的生物柴油达到了中国柴油机燃料调合用生物柴油(BD100)标准GB/T20828-2007。     

酸离子液体中制备生物柴油组分酯化反应动力学

以4类不同含氮官能团及不同阴离子的B酸离子液体为催化剂,研究了油酸甲酯的酯化反应动力学。通过反应动力学实验,利用Matlab程序,将实验数据回归拟合,确定反应动力学参数,建立动力学模型,并对不同离子液体催化剂活性进行评价。结果表明,不同酸离子液体催化剂作用下,油酸甲酯酯化反应动力学方程为:r=k(c_(A0)-x)~(1.72)(c_(B0)-x)~(2.01)-k_(-1)x~(1.85)。9种离子液体催化体系的正向反应速率常数k顺序为:[MPy]HSO_4[Py]HSO_4[Et_3NH]HSO_4[MPy]H_2PO_4[Py]H_2PO_4[Et_3NH]H_2PO_4[HMIm]HSO_4[HMIm]H_2PO_4[MPy]NO_3。     

酸功能化离子液体催化合成马来酸二异辛酯

合成了4种酸功能化离子液体,由IR、1HNMR对其结构进行了确证,并将其用于催化合成马来酸二异辛酯。结果表明,以离子液体[HSO3-pMIM]HSO4为催化剂,n(马来酸酐)∶n(异辛醇)=1∶2.2,马来酸酐0.1 mol,催化剂用量2.3 g,回流反应2.0 h条件下,马来酸酐酯化率达98.5%。且该离子液体与反应产物易于分离。反应后的离子液体[HSO3-pMIM]HSO4未经处理可重复使用7次,酯化率仍高于97.5%,第7次使用后用水萃取,其回收率为68.5%,补加至第一次用量再次进行实验,得酯化率为98.5%。     

功能化酸性离子液体催化合成丙酸异戊酯

研究了功能化酸性离子液体催化合成丙酸异戊酯的反应,考察了不同离子液体、反应温度、反应时间、离子液体与反应物物质的量比及催化剂重复使用次数等因素的影响。以功能化酸性离子液体［(CH₂)₄SO₃HMIm］HSO₄为催化剂,在60 ℃、n（丙酸）∶n（异戊醇）∶n（离子液体）=5∶5∶1和反应时间2 h的条件下,异戊醇转化率99.43%,丙酸异戊酯选择性100%。催化剂循环使用5次,催化活性基本不变。     

二氧化硫和二氧化碳在离子液体支撑液膜中的渗透率和选择性

Permeabilities and selectivities of gases such as carbon dioxide (CO2), sulfur dioxide (SO2), nitrogen (N2) and methane (CH4) in six imidazolium-based ionic liquids ([emim][BF4], [bmim][BF4], [bmim][PF6], [hmim][BF4], [bmim][Tf2N] and [emim][CF3SO3]) supported on polyethersulfone microfiltration membranes are investigated in a single gas feed system using nitrogen as the environment and reference component at temperature from 25 to 45ºC and pressure of N2 from 100 to 400 kPa. It is found that SO2 has the highest permeability in the tested supported ionic liquid membranes, being an order of magnitude higher than that of CO2, and about 2 to 3 orders of magnitude larger than those of N2 and CH4. The observed selectivity of SO2 over the two ordinary gas components is also striking. It is shown experimentally that the dissolution and transport of gas components in the supported ionic liq-uid membranes, as well as the nature of ionic liquids play important roles in the gas permeation. A nonlinear in-crease of permeation rate with temperature and operation pressure is also observed for all sample gases. By considering the factors that influence the permeabilities and selectivities of CO2 and SO2, it is expected to develop an optimal supported ionic liquid membrane technology for the isolation of acidic gases in the near future.