论文部分内容阅读
二氧化碳既是主要的温室气体,又可以作为主要的碳源,用于有机化合物的合成,离子液体由于其独特的结构赋予的优异性质,可以作为绿色溶剂用于有机合成,因此研究在离子液体中催化转化二氧化碳,不仅可以减少温室气体的排放,还能减少可挥发溶剂的使用,对于环境的改善具有重要的意义。在本研究中,首先以[BMIm][CF3COO]/Zn(CF3COO)2组成的离子液体,作为溶剂和催化剂,以二氧化碳和环氧丙烷为反应物,用于合成环状碳酸酯。考察了离子液体用量、离子液体组成、反应温度、反应时间、二氧化碳压力等因素对合成产率的影响,结果显示在离子液体用量为环氧丙烷的2%(摩尔)、离子液体组成为2:1(摩尔)、温度80oC、二氧化碳压力3.0Mpa(室温)、反应时间6h的反应条件下,可以得到95%的分离产率。在此基础上,对反应底物进行了拓展,发现该类离子液体可以有效用于各类环氧化合物与二氧化碳的反应。此外,本文通过合成了一系列不同烷基链长的1,3-二烷基咪唑三氟乙酸离子液体,考察了不同烷基链长对离子液体催化性能的影响,发现随着烷基链长的增加,催化效果也随之增加,但到4个碳以后,增加效果不明显。利用红外和核磁对离子液体与锌盐之间的作用方式进行了研究,并提出了可能的反应机理。考察了各种金属盐助催化剂对[BMIm][CF3COO]催化性能的影响,在所研究的各类过渡金属盐和主族金属盐中,Zn(Ⅱ)表现出最高的助催化性能。以溴化锌作为助催化剂,研究了离子液体的阴离子种类对离子液体催化性能的影响,结果显示离子液体阴离子活性顺序为[CF3COO]-,[CH3COO]->[NO3]>[OTs]-,与其亲核性顺序一致。最后以[BMIm][CF3COO]/ZnBr2为催化剂再次进行了底物扩展实验,发现反应在比较温和的条件下可以得到很好的产率,并且该催化剂可以连续使用6次而其催化性能几乎不会降低。