离子液体在有机合成中的应用

时间：2021-02-05 08:00:11　来源：雅意学习网本文已影响人

　　作者简介：孙一丹（1993-），女，满族，辽宁省东港市人，本科，单位：沈阳师范大学，研究方向：化学教育。
　　摘要：离子液体由于具有特殊的性质，包括低挥发性、大极性、良好的热稳定性、通过调整阴阳离子选择不同的溶解性等特点，已经作为反应介质或催化剂广泛应用于有机合成领域，引起了人们足够的兴趣. 与传统有机溶剂反应相比，回收后，可多次重复使用. 综述了离子液体作为反应介质或催化剂在有机合成传统反应类型中的最新研究成果。
　　关键词：离子液体;有机合成;应用;循环使用
　　1.前言
　　离子液体（ionic liquids）是指室温或低温下为液体的盐，有时也叫室温离子液体（RTI Ls）。关于其合成及性质已经讨论过[1]。它是对环境友好的溶剂和催化剂，在很多领域有着诱人的应用前景。在有机合成中，离子液体作为反应的溶剂有如下好处：首先为化学反应提供了不同于传统分子溶剂的环境，可以改变反应的机理，使催化剂活性、稳定性更好，选择性、转化率更高;其种类多，选择的余地大，将催化剂溶于离子液体中一起循环利用，催化剂具有均相催化效率高，多相催化易分离的优点。因其无蒸气压，液相温度范围宽，故易于分离。其在有机合成中的应用研究日益受到人们的重视[2～5].
　　2. 离子液体的种类
　　最早的离子液体可以追溯到1914年，[EtNH3][NO3]（熔点12℃）是今天所说的离子液体的原形，大规模的研究工作直到20世纪80年代后才展开，经过近20年的研究，离子液体的体系逐渐扩大[6，7]。离子液体的正离子主要是季铵离子，包括一般的烷基季铵离子[NRxH4-x]+、烷基季磷阳离子[P RxH4-x]+、1，3-二烷基取代的咪唑阳离子或称N，N′-二烷基取代的咪唑阳离子[R1 R3im]+、N-烷基取代的吡啶阳离子[RPy]+。其中最常见的是N，N′-二烷基咪唑阳离子。咪唑离子的两个N原子相同，如N-乙基-N-甲基咪唑离子记为[emim]+[8]。
　　3.离子液体的突出优点
　　离子液体除了它们所表现出的高活性、高选择性外，还具有如下优点： ①离子液体具有非挥发特性，几乎没有蒸气压，可用在高真空体系中，同时可减少因挥发而产生的环境污染问题;② 具有较宽的稳定温度范围，通常在300 ℃ 范围内为液体，有利于动力学控制，在高于200 ℃ 时具有良好的热稳定性和化学稳定性;③ 具有良好的溶解性能，对无机和有机材料表现出良好的溶解能力;④ 通过对阴、阳离子的合理设计可调节其对无机物、水、有机物及聚合物的溶解性，并且其酸度可调至超酸;⑤易于与其他物质分离，可以循环利用;⑥ 稳定、不易燃、可传热、可流动;⑦ 具有较弱的配位趋势[9]
　　4.离子液体在有机合成反应中的应用
　　在有机合成中，以离子液体作为反应的溶剂，首先为化学反应提供了不同于传统分子溶剂的环境，它可以改变反应的机理，使催化剂的活性、稳定性更好，选择性、转化率更高;其次离子液体种类多，选择的余地大，将催化剂溶于离子液体中，与离子液体一起循环利用，催化剂具有均相催化效率高，多相催化易分离的优点，产物的分离可以用倾析、萃取和蒸馏等方法;再者因离子液体无蒸气压，液相温度范围宽，使得分离易于进行。近年来，离子液体在有机合成中的应用研究日益受到人们的重视[10-11]。
　　4.1羰基合成
　　4.1.1 烯烃和醇的氢酯基化
　　Zim等在包括[ bmim] [BF4 ]、异丙醇在内的双相体系中考察了苯乙烯类衍生物的氢酯基化反应。当苯乙烯转化率较高时，产物可以通过倾析简单地同催化体系分离，其缺点是催化剂很容易失活而不能重复使用。
　　4.2氧化反应
　　4.2.1芳香醛的氧化
　　Howarth在[ bmim] [ PF6 ]中利用Ni （acac） 2为催化剂在1个大气压的O2中催化氧化苯甲醛，较高收率地制得了苯甲酸。虽然 RTI Ls的使用并没给反应带来独特的效果，但是这种方法所使用的催化剂较全氟烷烃作反应介质时更为简单经济。
　　4.2.2烯烃的环氧化
　　Song等用NaOCl 为氧化剂，在[ bmim] [ PF6 ]-CH2Cl2 （1∶4 ， v/ v）中研究了 Mn （Salen）催化环氧化，发现环氧化产物有更高的对映选择性。甲基三氧化铼（MTO）在 RTI Ls中催化烯烃环氧化取得了更理想的结果。反应以均相进行，多种烯烃的转化率都大于95 % ，而且产物选择性很高。
　　参考文献：
　　[1]陈双平，王寿武，汪守建，等.离子液体的性质和制备方法[J] .精细化工中间体. 2004 ，34 （5）：10～12.

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