离子液体中电有机合成1_对甲氧基苯基_2_苯基乙烯
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离子液体催化合成对叔丁基甲苯高凯丽;杨雪;罗国华;徐新【期刊名称】《工业催化》【年(卷),期】2017(025)007【摘要】The catalytic properties of aluminum chloride ionic liquid for synthesis of p-tert-butyl toluene were investigated using toluene and tert-butylchloride as raw materials.The results showed that the conversion of tert-butylchloride was 100%,and the selectivity to the target product p-tert-butyl toluene was high under the optimized alkylation reaction condition as follows:reaction temperature 0 ℃,ionic liquid amount 1% of toluene mass and molar ratio of toluene to tert-butylchloride 2∶1.Cuprous chloride as the promoter was added into aluminum chloride ionic liquid.When the molar ratio of aluminum trichloride ionic liquid to cuprous chloride was 1:2,the selectivity to p-tert-butyl toluene was enhanced from 50.22% to 85.38% under the optimal condition.%以甲苯和氯代叔丁烷为原料,以三氯化铝离子液体为催化剂,考察合成对叔丁基甲苯的影响因素.结果表明,该烷基化反应最佳工艺条件为:反应温度0℃,离子液体用量为甲苯质量的1%,甲苯与氯代叔丁烷物质的量比2∶1,此条件下,氯代叔丁烷转化率100%,目标产物对叔丁基甲苯选择性较高.向三氯化铝离子液体中加入氯化亚铜改性助剂,当三氯化铝离子液体和氯化亚铜物质的量比为1∶2时,在优化条件下对叔丁基甲苯选择性由50.22%提高到85.38%.【总页数】6页(P63-68)【作者】高凯丽;杨雪;罗国华;徐新【作者单位】北京石油化工学院化学工程学院,燃料清洁化及高效催化减排技术北京市重点实验室,北京102617;北京石油化工学院化学工程学院,燃料清洁化及高效催化减排技术北京市重点实验室,北京102617;北京石油化工学院化学工程学院,燃料清洁化及高效催化减排技术北京市重点实验室,北京102617;北京石油化工学院化学工程学院,燃料清洁化及高效催化减排技术北京市重点实验室,北京102617【正文语种】中文【中图分类】TQ24.1+5;O643.36【相关文献】1.Cs改性CoAPO-5分子筛催化对叔丁基甲苯选择性氧化合成对叔丁基苯甲醛 [J], 黄可;周维友;陈群2.丝光沸石分子筛催化甲苯与叔丁醇气相合成对叔丁基甲苯 [J], 王超凡;樊丽辉;申延明;刘东斌;徐世博3.对叔丁基甲苯催化氧化合成对叔丁基苯甲醛工艺研究 [J], 张金峰4.氯铝酸盐离子液体催化甲苯与氯代叔丁烷烷基化反应合成对叔丁基甲苯 [J], 李宁;罗国华;胡晓非;张蓝溪;徐新5.离子液体催化合成对叔丁基邻苯二酚 [J], 张文林;孙如意;孟楠因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
第38卷第3期2010年3月 化 学 工 程CHE M I CAL E NGI N EER I N G (CH I N A ) Vol .38No .3Mar .2010基金项目:国家自然科学基金资助项目(20576026);河北省自然科学基金资助项目(B2008000670)作者简介:赵地顺(1945—),男,教授,博士生导师,主要从事清洁能源与绿色化学的研究,电话:(0311)88632009,传真:(0311)88632009,E 2mail :dishunzhao@yahoo .co m .cn;申晓冰(1983—),男,硕士研究生,主要从事绿色化学的研究,E 2mail :chinashenxiaobing@163.co m 。
Le wis 酸离子液体催化合成对甲氧基苯乙酮赵地顺,申晓冰,李 倩,张 妍,董兰芬(河北科技大学化学工程与制药学院,河北石家庄 050018)摘要:合成并表征了Lewis 酸离子液体,用于催化合成对甲氧基苯乙酮。
通过考察各种离子液体的催化活性及重复使用性能,选定Le wis 酸离子液体[Bm i m ]Cl 2A l Cl 3为催化剂,研究了醇酸摩尔比、反应时间、反应温度等因素对酰化反应的影响,得到其较佳工艺条件:醇酸摩尔比1∶1.5,反应温度60℃,反应时间6h 。
此条件下,酯化率达到78.8%。
分离后的离子液体经真空干燥后重复使用5次,催化活性基本不变。
关键词:Le wis 酸离子液体;酰化反应;苯甲醚;对甲氧基苯乙酮中图分类号:O 625.4 文献标识码:A 文章编号:100529954(2010)0320044204Synthesis of p 2acetyl an isole cat alyzed by Lewis ac i di c i on i c li qui dsZHAO D i 2shun,SHEN X i a o 2b i n g,L I Q i a n,ZHANG Yan,DO NG Lan 2fen(College of Che m ical and Phar maceutical Engineering,Hebei University ofScience and Technol ogy,Shijiazhuang 050018,Hebei Pr ovince,China )Abstract:Le wis acidic i onic liquids were synthesized,characterized,and used in p 2acetylanis ole synthesis as catalysts .According t o the study of catalytic activity and the reusability of vari ous i onic liquids,[Bm i m ]Cl 2A l Cl 3was chosen t o synthesize p 2acetylanis ole as catalyst .The effects of the reacti on conditi ons on the reacti on results such as molar rati o of anis ole t o acetic anhydride,reacti on ti m e,reacti on te mperature were exa m ined .The op ti m al conditi ons were obtained as f oll ows:n (anis ole )∶n (acetic anhydride )=1∶1.5,60℃,6h .Under the op ti m al reacti on conditi ons,the conversi on can be 78.8%.The i onic liquids can be repeatedly used f or five ti m es after distillati on and vacuu m drying without considerable l oss of activity .Key words:Le wis acidic i onic liquids;acylati on;anis ole;p 2acetylanis ole 苯甲醚通过Friedel 2Crafts 酰化反应制备对甲氧基苯乙酮,是精细化工及制药工业中一类重要的反应。
离子液体在高分子合成中的应用传统化学反应及相关的化学工业是当今世界严重污染的主要来源,污染的很大部分来自于反应过程中使用的大量的易挥发性有机溶剂(VOC),如苯、氯代烷烃、醇、酮类等。
绿色化学便是针对污染的来源与特性通过设计新的路线、寻找绿色替代化合物与原材料、选择高效催化剂等方法从源头上防止污染的发生。
针对有机溶剂产生的污染,寻找绿色替代溶剂便是重要研究内容。
目前替代溶剂技术主要有几方面,如用水作溶剂进行水基金属催化有机合成、用超临界二氧化碳作溶剂及进行固相反应、无溶剂有机反应。
现在一种新的绿色替代溶剂技术已引起人们的重视,那就是离子液体作溶剂进行有机合成。
离子液体顾名思义就是液体中只有离子存在。
通常盐类化合物在熔融状态时就表现为离子液体状态,例如熔化态的氯化钠,但氯化钠水溶液则是离子溶液。
由此看来离子液体通常在高温下存在。
然而,通过选择合适材料可控制在室温下形成离子液体。
1 离子液体的种类离子液体的种类比较多,其中的阳离子主要有以下4类:烷基季铵离子[NR x H4 - x ] +,如[Bu3 NMe ] +;烷基季膦离子[ PR x H4 - x],如[ Ph3 POc ] +;N-烷基取代吡啶离子,记为[ RPy ]+;1,3-二烷基取代咪唑离子,或称为N ,N-二烷基取代咪唑离子,记为[ RR′im ] +。
阴离子则可以是AlCl4 -、BF 4-、PF 6- 、CF3COO- 、CF3SO3-、(CF3SO2 ) 2N -、SbF6-等有机离子和配合物离子,也可以是Cl - 、Br - 、I- 、NO3-、ClO4 -等简单无机离子。
2 离子液体的特点离子液体之所以成为一种新型的溶剂,为人们广泛地研究和应用,是因为它们具有传统溶剂所没有的优点:第一,它们有较宽的液态范围,大约为300℃,而水的液态范围为100℃,NH3的液态范围只有44℃,这不仅对于在其中进行的反应,可以进行较大程度的动力学控制,而且对于那些容易分解、歧化、降解的反应物,亦可在低温下利用离子液体来溶解它们;第二,具有良好的溶解性,能溶解许多有机物、有机金属化合物、无机金属化合物及高分子材料,并能达到很高的浓度由于它们是非质子溶剂,可减少溶剂化和溶剂解现象,而且由于具备较强的离子环境,可以延长许多物质的寿命,如[RuCl6]3-,[ZrCl6]3-及[HfCl6]2-等。
湖南省大学生研究性学习和创新性实验计划项目申报表项目名称:环状缩醛(酮)类可分解型表面活性剂的合成研究学院(系):申报者姓名:指导老师(职称):小组成员:湖南省大学生研究性学习和创新性实验计划项 目 申 报 表 项目名称:环状缩醛(酮)类可分解型表面活性剂的合成研究 学校名称:湖南科技学院学生姓名专业名称 性别 入学年份化学 男 2007年化学 男 2007年化学 男 2007年 化学 女 2007年 指导教师 职称 学科专业 项目研究和实验的目的和要解决的主要问题:项目研究和实验的目的:表面活性剂是分子中带有性质不同的亲水基和疏水基的两亲结构化合物,是与乳化、增溶、分散、润湿、起泡等界面现象有关的重要化学物质,是一种功能性精细化工产品。
目前已广泛应用于日化、食品、纺织、医药、和石油等诸多领域,而且随着人类生活与生产的需要,对表面活性剂的需求日益增长。
20世纪90年代以来,由于人们环保意识的提高和政府环保法规的日益严格,可分解型表面活性剂有对酸、碱、紫外线、热或臭氧等不稳定的优点,目前,环境友好的可分解型表面活性剂已成为国内外的一个研究热点。
环状缩醛(酮)类表面活性剂就是对酸不稳定的一类。
环状缩醛(酮)类表面活性剂因分子链中含有1,3-二氧戊环或1,3-二氧己环(该环位于疏水链和极性基之间)[1],在一定的酸性条件下,缩醛键或缩酮键容易水解断裂,失去表面活性,而生成的原料小分子没有或只有很低的表面活性或毒性,在水中或空气中很容易被氧化和被生物进行β—氧化脱羧,逐步分解。
这与传统的活性剂相比,环状缩醛(酮)类表面活性剂不仅化学降解性和生物降解性都有很大的改善,而且表面活性也有了一定的提高[2],是一类新型适应环境友好型要求的化学品。
待解决的主要问题:合成具有1,3-二氧戊环或1,3-二氧己环的中间体是合成可分解型环状缩醛(酮)类表面活性剂的关键[3]。
+R H O HO HO CH 3HO H +O O CH 3CH 2OH R+R H O HOHO HO H +O O R CH 2OH而在传统合成方法中,(环状)缩醛(酮)类的合成大多都是使用无水强无机酸(如硫酸、磷酸、干氯化氢)等来催化。
离子液体催化合成对羟基苯甲酸乙酯谢辉;陈卓;何树林;冯霞【期刊名称】《化学研究与应用》【年(卷),期】2011(023)008【摘要】Task-specific acidic ionic liquids[C3SO3 Hmim]HSO4、[C4SO3 Hmim]HSO4 and[C3SO3Hnhm]HSO4 was used as substituted catalyst of oil of vitirol for the synthesis of aethylparabenura. The effects of reaction temperature, reaction time,amount of catalyst and molar ratio of acid to alcohol on the reaction and the reuseful ability of the ionic liquid were examined. The optimum reaction conditions was:the amount of[C3SO3 Hnhm] HSO4 was 3mL,n():n()= 1:4,reaction time 4h,reaction temperature 90℃. The yield of esterification could reach to 78.31 %. The isolation of the desired products could be achieved via simple de-cantation. Ionic liquids could be reused,and the catalytic activity was not decreased obviously after 3 times recycle.%采用酸性离子液体[C3SO3 Hmim] HSO4、[C4SO3 Hmim] HSO4和[C3SO3 Hnhm] HSO4代替浓硫酸为催化剂合成对羟基苯甲酸乙醇.考察了反应温度、反应时间、催化剂用量、酸醇摩尔比对该反应产率的影响及离子液体的重复使用性能.选择了最佳反应条件,以[C3SO3 Hnhm] HSO4作为催化剂,催化剂用量为3mL,n(对羟基苯甲酸):n(乙醇)=1∶4,反应时间4h,反应温度90℃,产率最高达78.31%,且产物和离子液体催化体系不溶而分层,便于分离,离子液体可以稳定地重复使用3次.【总页数】3页(P1048-1050)【作者】谢辉;陈卓;何树林;冯霞【作者单位】贵州师范大学化学与材料科学学院,贵州贵阳 550001;贵州师范大学化学与材料科学学院,贵州贵阳 550001;贵州师范大学化学与材料科学学院,贵州贵阳 550001;贵州师范大学化学与材料科学学院,贵州贵阳 550001【正文语种】中文【中图分类】O62.624【相关文献】1.室温离子液体催化对羟基苯甲酸乙酯的合成研究 [J], 谢辉;陈卓;王永芹;薛道曼;刘娟;周红平2.绿色合成对羟基苯甲酸乙酯催化剂研究进展 [J], 陈都;杨水金3.硅胶固载[HSO3-Pmim]HSO4催化合成对羟基苯甲酸乙酯 [J], 汤小芳;冯雷;祁贵国4.新型酸功能化离子液体中合成对羟基苯甲酸乙酯的研究 [J], 谭丰;胡蓉;杨学军;李君杨5.微波辐射SnCl4/C催化对羟基苯甲酸乙酯的合成与表征 [J], 陈会新;唐忠科;熊兴泉因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
第5卷第6期2010年6月467离子液体中电有机合成1-对甲氧基苯基-2-苯基乙烯王 亮,位同伟,毕 红(安徽大学化学化工学院,合肥 230039)摘 要:通过电有机合成了1-对甲氧基苯基-2-苯基乙烯,合成中加入室温离子液体[BMIM][BF4]作为支持电解质,并通过循环伏安法研究了离子液体中电有机反应的电化学行为。
使用傅里叶红外(FT-IR)光谱、核磁共振氢谱(1H-NMR)对反应产物进行了表征,结果表明,电有机合成产物以顺式1-对甲氧基苯基-2-苯基乙烯为主,而普通有机合成主要得到反式结构产物。
研究结果表明,离子液体中电有机合成是制备高选择性顺反异构体的良好途径。
关键词:电有机合成;离子液体;顺反异构体中图分类号:TQ241.2文献标志码:A 文章编号:1673-7180(2010)06-0467-5 Electroorganic synthesis of 1-(p-methoxy)-phenyl-2-phenyl-diphenylethylene in ionic liquidWang Liang,Wei Tongwei,Bi Hong(College of Chemistry & Chemistry Engineering, Anhui University, Hefei 230039, China) Abstract: 1-(p-methoxy)-phenyl-2-phenyl-diphenyl ethylene was synthesized by electroorganic method, via the room temperature ionic liquid [BMIM][BF4] acting as the supporting electrolyte, and the electrochemical behavior was investigated by means of cyclic voltammetry. The obtained products were characterized by Fourier transform infrared (FT-IR), hydrogen nuclear magnetic resonance (1H-NMR). The results showed that the majority of the electroorganic synthesized product is cis-1-(p-methoxy)-phenyl-2-phenyl-diphenyl ethylene, while the trans-product obtained by ordinary organic synthesis. Therefore, it provides us a good approach for synthesizing cis-trans isomerismtautomers with high selectivity by electroorganic method in ionic liquid.Key words: electroorganic;ionic liquid;cis-trans isomerismtautomers电有机合成是在有电子转移参与的有机反应中,通过控制电解过程中的参数来达到控制反应的过程。
它具有反应条件温和、选择性高和对环境污染小等特点,如可通过电极的选择、电流密度的控制、电解环境的调节等代替普通有机合成中的苛刻条件(高温高压、无水无氧、催化剂等)和对环境污染的氧化剂、还原剂等[1-3]。
丘锡元等[4]研究了电有机合成1,4-双[2-(3,4,5-三甲氧基苯基)乙烯基]苯(HPV)的反应条件及机理,并考察了电极材料、反应电流、溶剂、反应物浓度和反应温度等因素对电有机合成HPV的影响。
Son等[5]利用电有机法合成了三苯胺和咔唑类两种具有多枝状分子结构的发光小分子。
离子液体是完全由阴、阳两种离子组成的有机液体物质,对许多有机物和无机物表现出良好的溶解能力。
收稿日期:2010-05-14基金项目:高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20093401110003);国家自然科学基金资助项目(50772001);安徽省优秀青年科技基金资助项目(08040106822);安徽省教育厅自然科学基金重点项目(KJ2008A148)作者简介:王亮(1984-),男,硕士研究生,主要研究方向:有机功能材料通信联系人:毕红,教授,主要研究方向:功能材料的合成与应用, bihong@中国科技论文在线SCIENCEPAPER ONLINE第5卷第6期2010年6月468 中国科技论文在线SCIENCEPAPER ONLINE在电有机合成中离子液体是常用的支持电解质,被广泛应用于C—C 偶联反应、醛酮类物质氧化还原反应、高选择性电催化氟化和手性有机分子的合成中[6-9]。
在离子液体中进行电有机合成反应有如下优点:反应条件温和、在常温常压下即可完成,收率高,选择性好,甚至可以实现传统方法难以实现的反应,避免了使用可能污染环境的氧化剂和还原剂等。
1-对甲氧基苯基-2-苯基乙烯(SBD)是一种具有典型共轭结构的二苯乙烯衍生物,具有较大的共轭长度和优良的光电性能[10]。
SBD 具有2种顺反异构体,其中反式结构[]荧光性能较强,荧光量子产率有0.04,衰减时间为70 ps,而顺式结构[]分子几乎不显荧光[11]。
SBD 合成一般可以通过Wittig、Heck和Suzuki等构建双键的有机化学反应来实现,但利用电有机合成SBD分子却鲜有报道。
1实验部分1.1主要仪器和试剂主要仪器:NEXUS-870型傅里叶红外光谱仪(美国尼高力仪器公司),AV 400型全数字化核磁共振质谱仪(瑞士Bruker公司),F-4500型荧光分光光度计(日本日立公司),MPI-A型毛细管电泳发光检测仪(西安瑞迈电子科技有限公司)。
主要试剂:N-甲基咪唑(工业级),氯代正丁烷,氟硼酸钠,三苯基膦,氯化苄,对甲氧基苯甲醛,乙醚,无水乙醇均为分析纯,二次蒸馏水(实验室自制)。
1.2离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([BMIM][BF4])的合成:见文献[12]。
1.3电有机合成1-对甲氧基苯基-2-苯基乙烯1.3.1电极材料工作电极:铜电极(紫铜片,尺寸:72 mm×5 mm ×1 mm),石墨电极(石蜡浸泡、表面抛光处理,尺寸:72 mm×5 mm×5 mm),参比电极:Ag-AgCl 参比电极。
1.3.2溶剂选择无水乙醇(重蒸),加入离子液体[BMIM][BF4] 作为支持电解质。
1.3.3电有机合成在100 mL小烧杯中,加入60 mL重新蒸馏后的无水乙醇,再加入2 mL离子液体后搅拌均匀。
取1 g苄基氯三苯基膦,0.35 g对甲氧基苯甲醛加到小烧杯中,搅拌均匀后插入电极,连接好装置后开始反应。
本实验在毛细管电泳发光检测仪中进行,反应一定时间后结束。
收集电极附近产物,用50 %乙醇水溶液洗涤数次,烘干称重得0.38 g产物,收率70.4 %。
1.4普通有机合成1-对甲氧基苯基-2-苯基乙烯称取3.8 g苄基氯三苯基膦盐,1.52 g对甲氧基苯甲醛,加至50 mL圆底烧瓶中,开启搅拌。
反应中逐滴加50 % NaOH溶液7.5 mL,加完后继续反应1 h,停止反应。
分别加入水和乙醚,萃取3次后合并有机相,干燥、抽滤,保留滤液,70 ℃旋转蒸发。
加无水乙醇溶解剩余产物后在冰水浴中结晶,收集结晶物,烘干称重得到1.3 g产物,收率62 %。
1.5产物测试分析循环伏安法(CV):利用MPI-A型毛细管电泳发光检测仪测试反应的氧化还原曲线。
三电极体系:工作电极(铜电极),对电极(石墨电极),参比电极(Ag-AgCl 参比电极)。
初始电位:-1 V,高电位:1 V,低电位:-1 V,扫描方向:正,扫描速率:0.1 V/s,扫描段:200,采样间隔:0.001 V,静止时间:4 s。
1H-NMR:利用AV 400型全数字化核磁共振谱仪测试样品氢谱,溶剂:氘代-DMSO。
FT-IR:利用NEXUS-870型傅里叶红外光谱仪进行红外光谱分析,确定官能团种类。
PL:利用F-4500型荧光分光光度计测试电化学法和普通有机化学法合成样品的荧光光谱。
两种样品均为固体样品,填满样品槽。
2结果与讨论2.1反应原理2 CH3CH2OH 2 e 2 CH3CH3O H2第5卷第6期 2010年6月4692.2电有机合成过程中的电化学行为图1为1 g苄基氯三苯基膦盐,0.35 g对甲氧基苯甲醛在 60 mL无水乙醇中反应的循环伏安图。
体系中加入2 mL离子液体[BMIM][BF4]作为支持电解质,电势范围:-1~1 V,扫描速度100 mV/s,温度t = (25±1) ℃。
循环伏安结果显示,该反应体系为不可逆体系[13]。
图1电有机合成的循环伏安曲线,扫描速度:100 mV/s,t =(25 ±1) ℃Fig. 1Cyclic voltammograms of electroorganic synthesis, the scan rate was 100 mV/s, t = (25 ±1) °C.∣i pa/ i pc∣≠ 1, i pa = -0.954 A , i pc=-0.010 AΔE = 0.115 V, E pc =-0.330 V , E pc =-0.445 V2.303RT/nF = 0.0296 V <ΔE根据能斯特方程,ΔE越大,上下两支曲线就越不对称,这与实验结果相符合。
反应过程中,有白色晶体在工作电极表面析出,从反应体系中脱离,从而反应朝正方向进行。
扫描10周之后的循环伏安曲线也可以证明这一点,如图2所示。
图2电有机合成的循环伏安曲线,扫描速度:100 mV/s,t =(25 ±1) ℃ (扫描10周)Fig. 2Cyclic voltammograms of electroorganic synthesis, the scan rate was 100 mV/s, t = (25 ±1) °C (scanning 10 rounds)从图2中可以看出,随着反应时间的进行,这种不可逆的趋势表现得越为明显,将反应后电极上的产物收集,对其进行红外光谱及核磁共振氢谱分析。
2.3产物的核磁共振氢谱分析由图3可以看出,最高场 3.3附近一个强单峰,对应3个H,是甲基—CH3上的3个氢,位于低场 7.6~7.8 附近的2组三重峰为苯环上的氢,对应9个H,在7.2~7.4附近的2组峰对应的2个氢是烯烃上的氢。