1. 研究目的与意义
20世纪化学工业的发展在提高人类生活质量,给人类生活带来便利的同时也对生态环境造成了严重的破坏。
先污染后治理显然不能解决问题,所以从源头上解决问题的思路直接导致了绿色化学的兴起,并直接导致化学界的变革。
离子液体是近10年来在绿色化学的框架下发展起来的全新的介质和软件功能材料,具有不挥发,蒸汽压低,不可燃,液程宽,溶解能力强,热稳定性好,电化学窗口宽,可调节等优点。
2. 国内外研究现状分析
最早在1914年,walden发现了第一个离子液体硝基乙胺([etnh3]no3),但是在此后,研究进展缓慢。
一直到1992年,wilkes和zaworotko成功合成了第一个对水和空气稳定的离子液体([emim]bf4),这一开创性的工作推动了离子液体的迅速发展,此后不久,由其它咪唑阳离子和bf4-、pf6-、n(cf3so2)2-等阴离子组成的大量离子液体被合成出来,取得了许多令人鼓舞的成果。
近十年来国际上离子液体的研究和开发十分活跃,已渗透到化学反应、物质分离、燃料电池、功能材料以及生命科学等诸多领域。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容: 1、季铵盐的制备:分别由苄氯/溴代正丁烷及1-甲基咪唑与苄氯/溴代正丁烷进行季铵化反应得到1-甲基-3-苄基-咪唑季铵盐和1-甲基-3-丁基-咪唑季铵盐,再进行离子交换得到咪唑型离子液体。
1-甲基-3-丁基-咪唑季铵盐由1-甲基咪唑与溴代正丁烷季铵化反应得到的。
反应方程式: 2、制备离子液体具体制备过程是:分别将摩尔比为1:1的季铵盐与有机酸(此为四氟硼酸盐)加入到反应器中,再加入适量甲苯,减压蒸馏,将反应体系中的hcl/hbr不断的随甲苯一同蒸馏出来,直到ph呈中性为止。
4. 研究创新点
传统的酯化反应多采用浓硫酸作为催化剂,容易对设备产生强烈腐蚀和形成大量三废,不仅造成污染,在生产操作上还很不安全,并且产物的提取分离需要大量的挥发性有机溶剂。
后来采用酸性阳离子交换树脂、分子筛、杂多酸和固体超强酸等来代替硫酸,以解决设备腐蚀和污染问题,但这些催化剂催化活性下降快,催化效率较低,成本高,产物分离困难,后处理较复杂。
而离子液体作为新型的绿色溶剂,在化学反应催化剂上的应用尚未成熟,本课题将合成两种咪唑类离子液体作为酯合成的催化剂,通过测定酯的产率来寻找最佳反应条件,为工业化生产提供依据,以图解决酯合成传统方法产生的环境和经济问题。
