磺酸基功能化離子液體催化合成甘油衍生物的研究.pdf

1、近年來，離子液體越來越受到人們的關注，其應用范圍越來越廣。酸性離子液體優(yōu)良的催化性能被廣泛應用于綠色有機合成領域。
　　 本論文在課題組前期研究的基礎之上，繼續(xù)對基于離子液體的生物柴油副產(chǎn)物甘油的開發(fā)利用進行研究。探討酸性離子液體作為催化劑應用于制備甘油衍生物的反應。參照文獻合成了1-（3-磺丙基）-2-吡咯烷酮硫酸氫鹽([C3SO3Hnhp]HSO4)、2-吡咯烷酮硫酸氫鹽([Hnhp]HSO4)、1-（3-磺丙基）-3-甲基

2、咪唑硫酸氫鹽([C3SO3Hmim]HSO4)、N-甲基咪唑硫酸氫鹽（[Hmim]HSO4）、1-（3-磺丙基）-甲基-2-吡咯烷酮硫酸氫鹽([C3SO3Hnmp]HSO4)、N-甲基-2-吡咯烷酮硫酸氫鹽([Hnmp]HSO4)、4-（3-磺丙基）-嗎啡啉硫酸氫鹽([C3SO3Hnhm]HSO4)、嗎啡啉硫酸氫鹽（[Hnhm]HSO4）、1-（3-磺丙基）-3-甲基咪唑對甲苯磺酸鹽（[C3SO3Hmim]TSA）和N-甲基咪唑對甲苯磺

3、酸鹽([Hmim]TSA)等十種酸性離子液體，并進行了以下工作:
　　 1.分別考察了[C3SO3Hnhm]HSO4、[Hnhm]HSO4、[C3SO3Hnmp]HSO4、[Hnmp]HSO4、[C3SO3Hmim]HSO4、[Hmim]HSO4和[Hmim]TSA等七種酸性離子液體作為催化劑在甘油和苯甲酸制備甘油三苯甲酸酯的反應體系中的催化活性，其中[C3SO3Hnhm]HSO4的催化活性最高。以[C3SO3Hnhm]HSO4

4、為催化劑進行目標的條件優(yōu)化，結果表明，當n（離子液體）∶n（甘油）∶n（苯甲酸）=0.27∶1∶3.3，140℃反應5h，甘油三苯甲酸酯的產(chǎn)率可達79.0％，且離子液體不經(jīng)任何處理可重復使用2次，其催化活性基本不變。
　　 2.以甘油、硼酸和月桂酸制備雙甘油硼酸月桂酸酯的第二步反應為模型反應，考察了酸性離子液體作為催化劑的應用。第一步先以甘油和硼酸制備了雙甘油硼酸酯;在第二步反應中考察了[C3SO3Hmim]TSA、[Hmim]

5、TSA、[C3SO3Hmim]HSO4、[Hmim]HSO4、[C3SO3Hnhp]HSO4和[Hnhp]HSO4等六種酸性離子液體的催化活性，并與傳統(tǒng)催化劑對甲苯磺酸進行了比較。結果表明，[C3SO3Hmim]HSO4催化活性最高。以[C3SO3Hmim]HSO4為催化劑進行目標的條件優(yōu)化，結果表明，當n（離子液體）∶n（雙甘油硼酸酯）∶n（月桂酸）=0.12∶1∶2.0，120℃反應2h條件下，雙甘油硼酸月桂酸酯的產(chǎn)率就可達到93％

6、以上，而且離子液體不經(jīng)任何處理可重復使用8次，催化活性基本不變。離子液體與對甲苯磺酸的比較結果表明，磺酸型離子液體與對甲苯磺酸的催化活性相當，但是磺酸型離子液體具有反應后產(chǎn)物易于分離、可多次重復使用和環(huán)境友好等優(yōu)點。
　　 3.在以甘油和苯甲醛制備苯甲醛甘油縮醛的反應中，考察了[C3SO3Hnhp]HSO4、[Hnhp]HSO4、[C3SO3Hmim]HSO4、[Hmim]HSO4、[C3SO3Hnmp]HSO4和[Hnmp]H

7、SO4等六種酸性離子液體在反應體系中的催化活性，結果表明[C3SO3Hnhp]HSO4的催化活性最高。以[C3SO3Hnhp]HSO4為催化劑進行目標反應的條件優(yōu)化，結果表明，當n（離子液體）∶n（甘油）∶n（苯甲醛）=0.066∶1∶0.9，130℃反應4h，產(chǎn)率達60.1％。在最優(yōu)反應條件下離子液體可以重復使用3次，其催化活性基本不變。
　　 綜上所述，磺酸型離子液體對目標反應具有可與傳統(tǒng)催化劑相比擬的催化效果，而且產(chǎn)物易于