离子液体在有机合成中的拓展研究
目前，学术和工业界均致力于环境友好型技术的研发，以解决传统挥发性有机溶剂和腐蚀性催化剂所带来的污染问题。室温离子液体(RTIL，简称离子液体，IL)作为环境友好的“清洁”介质，具有蒸汽压低、不易挥发、稳定性和电导性好、液程宽、不可燃、无污染等优点。近年来，离子液体作为催化剂和溶剂在有机合成中得到了广泛应用，但其在阿司匹林合成反应、苯胺合成反应以及舒巴坦酸合成反应中的应用却未见相关报道。此三类合成反应的传统工艺过程由于使用了大量的有机溶剂和无机酸催化剂，不可避免会导致系列环境问题。采用离子液体替代传统有机溶剂和催化剂，可有效解决上述问题，基本实现反应过程的绿色化。因此，推广此三类反应进一步拓展离子液体在有机合成中的应用具有重要的创新意义和应用价值。
本论文主要包括以下三个方面内容：
1．离子液体在阿司匹林合成反应中的应用研究
传统的阿司匹林合成反应在浓硫酸催化下进行，存在副反应多、腐蚀设备和环境污染严重等缺点。本论文选择五种1,3-二烷基咪唑离子液体为催化剂应用于水杨酸和乙酸酐合成阿司匹林的反应中，考察反应时间、酸醇物质的量比等反应条件对该反应的影响。实验结果表明：离子液体1-丁基-3-甲基咪唑溴盐[bmim]Br对阿司匹林的合成有较好的催化效果，最佳反应条件为:n水杨酸:n乙酸酐=1：2，离子液体用量2 mL，反应温度80-85℃，反应时间3h，产率最高可达81.6％。产物和离子液体不溶而分层，易于分离，离子液体重复使用5次后其催化活性无明显降低。
2．离子液体在苯胺合成反应中的应用研究
水合肼法制备芳胺的还原反应可在甲酸、乙酸、二氯乙烷等有机溶剂中进行，但存在反应时间长、水合肼用量大以及环境污染严重等缺点。本论文选择五种Br(?)nsted酸性离子液体作为反应溶剂，研究了以硝基苯为反应底物、γ-氧化铝作催化剂的水合肼还原硝基苯制苯胺的反应。通过考察还原过程中反应时间、温度、水合肼用量、催化剂用量等对产率的影响，确定了最佳反应条件为:n硝基苯:n水台肼=1:1.9，催化剂用量0.3 g，反应温度80℃，反应时间1h，产率最高可达96.0％。这一反应体系有以下几个优点:1）反应时间短（约1h），反应条件温和，产率较好；2）催化剂在离子液体中的分散性较好，催化活性增强；3）不必使用高浓度水合肼，可显著降低成本。
3．离子液体在舒巴坦酸合成反应中的应用研究舒巴坦酸合成反应可在乙酸乙酯或二氯甲烷有机相中进行，并采用硫酸作氢源，存在产率低、设备腐蚀和污染严重等缺点。本论文选择了三种离子液体做为溶剂，探索了以水合肼作为氢源、铸铁铁粉作为电子转移剂的舒巴坦酸合成反应。通过考察还原过程中反应时间、温度、水合肼用量、铸铁铁粉用量等对产率的影响，确定了最佳反应条件为:n二溴青霉烷砜酸:n水合肼:n铸铁铁粉=1:10:4.5，反应温度25℃，反应时间4h，产率最高可得87.0％。该方法具有反应条件温和、产率较高、不腐蚀设备等优点，为制备含卤素化合物脱卤合成目标产物提供了一种新的方法，同时也为治理芳香卤化物废水污染开辟了一条具有理论和应用价值的新途径。
离子液体;催化剂;阿司匹林;水合肼;苯胺;舒巴坦酸;有机合成;有机溶剂
华东师范大学
硕士
物理化学
戴立益
2010
中文
O621.3;O645.4
60
2010-12-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）