离子液体与酯化反应联系

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1、离子液体与酯化反应联系　　摘要：酯化反应是重要的有机合成反应之一，在药物、材料、食品、香料、溶剂和增塑剂等生产中有广泛的应用。传统方法合成酯类化合物具有反应时间长、产率低、污染大、副反应多及后处理困难等缺点。近些年，离子液体的发现，给酯化反应的发展带来了福音。离子液体区别于传统的溶剂和催化剂主要在于可通过改变其阴阳离子的结构进行调节，是可设计的绿色催化剂和溶剂，本文在简单介绍离子液体的基础上，重点说明离子液体在酯化反应中的应用。　　关键词：离子液体；酯化反应　　前言：自1914年发现第一个离子液体―硝基乙胺以来，特别是在20世纪80年代中期至今的这时间，离子液体在许多领域

2、的研究都呈现出非常活跃的态势，离子液体是近年来在绿色化学框架下发展起来的全新介质和软功能材料，由于其本身的一些特殊的性质，使得离子液体在化学反应中发挥着无可替代的作用。离子液体的存在使得酯化反应克服了以前生产上的许多困难，在一定程度上极大地促进了酯化反应的向前发展。　　一、离子液体的简介　　1.定义：离子液体（Ionicliquid）就是完全由离子组成的液体，是在低温（<100℃6）下呈液态的盐。所有可熔融而不分解或气化的盐类都可作离子液体。离子液体又称室温离子液体或室温熔融盐，也称非水离子液体、液态有机盐等，离子液体是在室温及相邻温度下完全由离子组成的有机液体物质，其阳

3、离子多为含有N、P的有机阳离子[1]，其阴离子多为无机阴离子。其种类可分为AlCl3型、非AlCl3型和其他特殊型。　　2.特性：①离子液体无味、不燃，具有比较宽泛的液程、其蒸汽压极低，可减少因挥发而产生的环境污染问题；②离子液体对有机和无机物都有良好的溶解性能，可使反应在均相条件下进行，同时可减少设备体积；③离子液体可操作温度范围宽（-40～300℃），具有良好的热稳定性和化学稳定性，易与其它物质分离，可以循环利用；④离子液体表现出Lewis、Franklin酸的酸性，且酸强度可调，按酸碱性的不同可以分为酸性离子液体、碱性离子液体、中性离子液体。因为具有以上特性，离子液

4、体在有机合成（特别是酯化反应）、萃取分离、催化反应等方面受到研究人员越来越多的重视。　　3.制备：离子液体常规合成法主要包括一步法和两步法。其中一步法是采用叔胺与卤代烃或酯类物质发生加成反应或利用叔胺的碱性与酸性发生中和反应而一步生成目标离子液体的方法。两步法的第一步是通过叔胺与卤代烃反应制备出季铵的卤化物；第二步再将卤素离子置换为目标离子液体的阴离子[2]。新型合成方法为包含微波法和超声波法的外场强化法。　　二、离子液体在酯化反应中的应用6　　酯化反应，是一类有机化学反应，一般是可逆反应。传统的酯化技术是用酸和醇在酸催化下加热回流反应。一般的酯化反应是在浓硫酸存在的条件

5、下进行，其中浓硫酸的作用是催化和失水，它可以将羧酸的羰基质子化，增强羰基碳的亲电性。在硫酸催化下直接进行酯化合成的应用比较广泛，但生产成本高、硫酸对设备腐蚀严重、易炭化、副反应多、产生二氧化硫对环境有污染。近年来随着对催化剂的广泛研究，出现了固体超强酸、杂多酸、强酸性阳离子交换树脂等多种酯化催化剂，但是这些催化剂的制备过程往往比较复杂，也有一定的局限性。而酯化反应在离子液体介质中进行，避免了其它有毒溶剂及催化剂，而且反应中离子液体可循环使用，且效率无明显下降[3]。经实验证明，在酯化反应中离子溶液对反应的进行还起到一定的加速作用，正是离子液体具有这种保护催化剂、一定的催化

6、效能和可以循环利用的特性，所以离子液体在酯化反应中的应用日渐突出。酯类化合物是一类重要的精细化工产品，广泛地应用于硝基纤维、乙基纤维、橡胶、树脂和复印机用液体墨水等生产中，一些特殊带香味的酯还被大量用作人造香精添加到各种化妆品、香水和食品中[4]　　1.离子液体在酯化反应中作为溶剂使用　　离子液体作为一类新型的环境友好的“绿色溶剂”，具有很多独特的性质，在很多领域有着诱人的应用前景。　　①Monteiro等在离子液体中研究了钯催化的苯乙烯及其衍生物酯化反应。在[BMIM]BF4环己烷双相系统中，苯乙烯、异丙醇和一氧化碳反应生成2-异丙基丙酸苯酯，所得产品产率高，区域选择性

7、好，分离简便[5]。　　②把离子液体作为“绿色溶剂”用于二茂铁甲酸芳香酯的合成中，二茂铁甲酸在所合成的六个离子液体中的酯化反应进行十分顺利，有产物产率高，后处理方便的优点，所采用的反应条件温和，二茂铁基在反应过程中没有产生被破坏的现象；并且副产物DCU不需要从体系中分离出来，6直接在原来反应体系中可以进行重复酯化反应，研究发现该反应体系被重复使用5次，产物的产率基本不变减少了有机溶剂的使用，使反应具有环境友好的特点[6].　　③以N-1-butylpyridiniumchloride/AlCl3离子液体作为反应介质，实现了清洁