新型酸性功能化离子液体合成和应用

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1、摘要摘要绿色化学当前已成为化学研究的前沿和热点，它旨在从源头清除污染。目前人们在化学反应和相关化学工业中使用的大量的有毒和易挥发性有机溶剂由始至终都违背着绿色化学的理念。近年来，离子液体(IonicLiquids)作为一种新型的有机溶剂或催化剂，因其具有不挥发、不易燃、酸碱可调、耐高温、易回收等优点在材料化学、有机化学、电化学、分析化学、高分子化学和分离纯化技术等众多领域里，得到广泛关注。随着离子液体理论研究的深入及应用技术的快速发展，需要开发和设计更多新型的、具有特定功能的离子液体，以满足不同领域的需求。本研究围绕着开发具有应用前景的功能化的酸性离子液体

2、这条思路，利用价格便宜的起始原料，设计并合成了多种具有Br甲nsted+酸性的双核功能化离子液体，包括[s03．pmim][HS04]、[mim]2C4[HS04】2以及一些文献中未曾报道过的新功能化离子液体[mim]2C3[HS04】2、[mim]2Cs[HS04]2、[mim]2C6[HS04]2、[BPy]2C3[HS04]2、[BPy]2C4[HS04]2。并应用FT-IR，1H-NMR对己合成的七种酸性功能化离子液体进行了表征，确定了离子液体的组成和结构。然后，将这些离子液体用于催化废油脂酯交换反应制备生物柴油以及催化水解大豆异黄酮的糖苷键制备大

3、豆异黄酮苷元的反应中。实验结果证明此类离子液体对酯交换和水解反应均有很好的催化效果，这将进一步开拓功能化离子液体在催化反应中的应用领域。在离子液体催化废油脂酯交换反应制备生物柴油的应用中，首先研究了七种不同的酸性功能化离子液体对废油脂酯交换反应的催化性能。结果表明：这七种不同酸性功能化离子液体对催化废油脂酯交换反应均表现出良好的催化活性，且产物与催化剂易分离。其中，【mim]2C3[HS04]2离子液体的催化活性最好。然后我们选用[mim]2C3[HS04]2离子液体为催化剂，通过单因素实验和正交实验考察了醇油摩尔比、反应温度、反应时间和离子液体用量对酯交

4、换反应的影响，并考察了离子液体的循环使用性。结果表明：n(甲醇)：n(废油)=45：l，反应温度170"C，反应时间2h和离子液体用量8％条件下，生物柴油收率可达95％，并且该离子液体的稳定性良好，循环使用6次催化活性没有明显降低。七种酸性离子液体对天然产物大豆异黄酮糖苷的水解也有很好的催化效果，且产物与离子液体易于分离。但采用不同离子液体作催化剂时，大豆异黄酮苷元产率有明显差异。其中以[mim]2C4[HS04】2离子液体的催化活性最好。通过单因素实验对离子液体的浓度、催化反应时间和温度等工艺条件进行了优化。黄豆苷最适宜的水解条件是：离子液体浓度为lmm

5、ol／mL，反应温度954C，反应时间3h。在此条件下，黄豆苷元产率为95．9％。染料木苷最适宜的水解条件是：离子液体浓度为1mmol／mL，反应温度为100℃，反应时间是3h。在此条件下，染料木黄酮的产率达92．3％。另外，对离子液体的稳定性测试结果表明，离子液体经6次循环使用，活性未见明显变化。关键词酸性离子液体；功能化；酯交换反应；生物柴油；染料木黄酮；黄豆苷元；水解SynthesisandApplicationofNovelAcidFunctionalizedIonicLiquidsAbstractGreenchemistryhasbeenther

6、esearchfocuscurrently,whichappliesinnoVatlVesclentltlcs01utiontoreal-worldenvironmentalsituation．However,theuseandgenerationofhazardousandvolatilesubs蚀ceincurrentchemicalprocessesandindustrialproductioniscontrarytotheconceptof2reenchemistryfrombeginningtoend．Inrecentyears，theionic

7、liquids，asanew卯eo士reactionsolventorcatalyst，presentingmanyuniquephysicalandchemicalproperties，such越non．flammable，tunableacidity,highthermalstabilityandrecyclability,hasbeenwldelYconcemedinorganicchemistry,materialschemistry,electrochemistry,polymerchemistry,analytlcalchemistry,aSw

8、ellasseparationandpurificationtec