8-离子液体催化二氧化碳合成环状碳酸酯的研究进展1

《功能化双咪唑离子液体的合成及其在催化二氧化碳环加成反应中的应用》一、引言随着工业化的快速发展，二氧化碳的排放量不断增加，其导致的温室效应已成为全球关注的焦点。

因此，寻找有效的方法来减少二氧化碳的排放和利用，已成为科研领域的重要课题。

其中，催化二氧化碳环加成反应是一种重要的二氧化碳转化利用途径。

而离子液体作为一种新型的绿色溶剂和催化剂，具有优异的物理化学性质，如高热稳定性、良好的溶解性以及可调的极性等，被广泛应用于各种化学反应中。

近年来，功能化双咪唑离子液体因其独特的结构和性质，在催化二氧化碳环加成反应中表现出良好的催化性能。

本文旨在合成功能化双咪唑离子液体，并研究其在催化二氧化碳环加成反应中的应用。

二、功能化双咪唑离子液体的合成1. 合成路线功能化双咪唑离子液体的合成主要包括以下步骤：首先，通过溴代咪唑与相应的卤代烃进行亲核取代反应，得到单咪唑季铵盐；然后，将两个单咪唑季铵盐进行缩合反应，得到双咪唑离子液体；最后，通过与相应的阴离子进行离子交换，得到功能化双咪唑离子液体。

2. 合成方法（1）在氮气保护下，将溴代咪唑与卤代烃在有机溶剂中加热回流，进行亲核取代反应，得到单咪唑季铵盐。

（2）将两个单咪唑季铵盐在适当的溶剂中加热缩合，得到双咪唑离子液体。

（3）将双咪唑离子液体与相应的阴离子进行离子交换，得到功能化双咪唑离子液体。

三、功能化双咪唑离子液体在催化二氧化碳环加成反应中的应用1. 反应原理二氧化碳环加成反应是一种将二氧化碳转化为环状碳酸酯的重要方法。

在催化剂的作用下，二氧化碳与环氧化物发生环加成反应，生成环状碳酸酯和水。

功能化双咪唑离子液体作为一种有效的催化剂，能够促进这一反应的进行。

2. 实验方法（1）将功能化双咪唑离子液体作为催化剂加入到二氧化碳和环氧化物的混合体系中。

（2）在适当的温度和压力下，进行环加成反应。

（3）反应结束后，通过后处理得到环状碳酸酯产物。

3. 结果与讨论（1）实验结果表明，功能化双咪唑离子液体能够有效地催化二氧化碳环加成反应。

XX学院本科学生毕业论文离子液体催化酯化反应的研究进展Research progress on esterification catalysedby ionic liquids系别化学与材料科学系专业应用化学届别2011学生姓名学号指导教师职称完成时间2011年5月摘要离子液体由于具有特殊的性质,包括低挥发性、大极性、良好的热稳定性及溶解性和酸碱性可调等特点, 引起了人们极大的兴趣，与传统有机溶剂反应相比,离子液体具有选择性好,后处理简单及回收后可多次重复使用等优点，作为反应介质或催化剂被广泛应用于有机合成中。

酯化反应是一类重要的有机反应,其催化技术也在不断发展。

本文简单介绍了离子液体的分类、合成及应用,综述了各类离子液体作为催化剂在酯化反应中的应用研究,并对其未来的发展进行了展望。

关键词：离子液体；酯化反应；催化剂AbstractIonic liquids (ILs) are applied to many organic reaction systems as “green solvent s” and catalysts due to their unique properties, including low volatility, high polarity, good thermal stability over a wide temperature range and selective dissolving capacity by a proper choice of cations or anions. Compared with traditional organic solvents, ionic liquids have great advantages to excellent selectivities, acceleration reaction rate in some cases, ease of work-up, as well as recycling use after simply recoveration. The esterification reaction widely used in organic synthesis and other fields, and its technology is also in the continuous development. The classification, synthesis, and applications research of the ionic liquids are introduced in brief, its applications in esterification as catalysts are summarized in this paper, and prospected its future development.Keywords: ionic liquid; esterification; catalysis目录1 引言-------------------------------------------------------------------------------------1 2酯化反应技术进展-------------------------------------------------------------------1 3 离子液体的分类与合成及其应用-------------------------------------------------2 3.1离子液体的种类------------------------------------------------------------------2 3.2离子液体的合成------------------------------------------------------------------2 3.2.1常规离子液体的制备方法---------------------------------------------------2 3.2.2功能化离子液体的制备方法------------------------------------------------3 3.3离子液体的应用------------------------------------------------------------------3 3.4离子液体催化酯化反应的研究------------------------------------------------4 3.4.1Lewis酸离子液体--------------------------------------------------------------4 3.4.2Brφnst ed酸型离子液体-------------------------------------------------------4 3.4.3碱性离子液体------------------------------------------------------------------6 3.4.4功能化离子液体---------------------------------------------------------------6 4结束语-------------------------------------------------------------------------------8参考文献----------------------------------------------------------------------------9离子液体催化酯化反应的研究进展陈硕（巢湖学院化学与材料科学系,安徽巢湖238000）1 引言离子液体是由特定阳离子和阴离子构成的在室温或近于室温下呈液态的物质，往往展现出独特的物理化学性质及特有的功能，是一类值得研究发展的新型“软”功能材料或介质。

环状碳酸酯的合成
环状碳酸酯的合成主要有以下几种方法：
1.氧杂化合物法：这是一种新型的环状碳酸酯合成方法，利用氧杂化合物在酸性条件下，通过活泼的酰氧基或酯基与羟基反应生成环状碳酸酯。

这种方法具有反应温和、分子结构多样化等优点。

2.金属有机框架材料法：通过金属有机框架材料上的特定活性位点进行催化反应生成环状碳酸酯。

此外，还有酚羟基咪唑盐基离子液体法，通过设计合成酚羟基咪唑盐基离子液体，用于CO2与环氧化物的环加成反应制备环状碳酸酯。

这种方法是通过分子构型设计精细调节离子液体阴阳离子相互作用强度，实现在常温常压的温和条件下快速合成环状碳酸酯。

离子液体用于催化CO_2环加成反应的研究进展张文林;张宾;闫佳伟;史紫微;张佳莉;李春利【期刊名称】《天然气化工：C1化学与化工》【年(卷),期】2018(43)3【摘要】CO_2与环氧化合物环加成制备环状碳酸酯是一个具有原子经济性的绿色过程。

概述了用于该反应的几种均相和非均相催化剂,如有机碱、季铵盐、季鏻盐和咪唑类离子液体等的最新研究进展,重点阐述了氢键供体(如羟基、氨基)与环氧化物成氢键作用对催化剂活性的影响,总结了几种可能的反应机理,为设计高效催化剂提供依据。

对于非均相催化剂,利用功能化的载体负载活性组分来提高催化剂活性和稳定性,同时简化催化剂的回收过程。

指出了用于催化合成环状碳酸酯的未来发展方向。

【总页数】7页(P104-110)【关键词】环加成;二氧化碳;环氧化物;环状碳酸酯;离子液体;催化剂;载体;氢键【作者】张文林;张宾;闫佳伟;史紫微;张佳莉;李春利【作者单位】化工节能过程集成与资源利用国家地方联合工程实验室河北工业大学化工学院【正文语种】中文【中图分类】TQ032.4【相关文献】1.嫁接型离子液体的制备及其对CO2与环氧丙烷环加成反应的催化性能 [J], 张学兰;王登峰;李军平;赵宁;肖福魁;魏伟;孙予罕2.离子液体用于催化CO2环加成反应的研究进展 [J], 张文林;张宾;闫佳伟;史紫微;张佳莉;李春利3.多孔超交联聚合物固载离子液体催化二氧化碳环加成反应的研究进展 [J], 赵朝阳;罗小燕;裴宝有;项小燕;李佳然;马瑞勋;张子姮;林金清4.聚离子液体基金属配合物对CO2与环氧氯丙烷环加成反应催化性能的影响 [J], 李杰;刘书磊;易群;李向远;李剑川;史利娟;李军5.聚离子液体基金属配合物对CO_(2)与环氧氯丙烷环加成反应催化性能的影响 [J], 李杰;刘书磊;易群;李向远;李剑川;史利娟;李军因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

第5期收稿日期:2019⁃01⁃28;基金项目:山西省科技重大专项项目(MJH2016⁃03),山西省平台基地和人才专项⁃优秀人才科技创新项目(201805D211037),山西省高等院校创新项目(201802054),山西省应用基础研究项目青年科技研究项目(201601D021045),江苏省自然科学基金青年项目(BK20170232);作者简介:刘婷婷(1995⁃),女,硕士研究生,电话:130********;Email:975485233@ ;*通讯作者:史利娟(1986⁃),女,副教授,硕士生导师,电话:153********;Email:shilijuan@ ;秦志峰(1983⁃),男,讲师,电话:187********;Email:qinzhifeng@ 。

近年来CO 2等温室气体的大量排放导致温室效应不断累积[1,2],使得全球气候变暖加剧,降低大气中温室气体的含量、解决温室效应等问题刻不容缓。

CO 2是一种廉价的、无毒的、丰富的C1资源,它可以转化为多种高附加值的化工产品[3⁃5],其中CO 2和环氧化合物发生环加成反应生成环状碳酸酯,该反应原子利用率高,原料价格低廉、副产物少,符合绿色化学的要求[6]。

但是,CO 2具有较高的热力学稳定性和动力学惰性,实现其化学转化需要高温高压等较严苛条件。

因此,研究出一种可以在温和条件下高效催化转化CO 2的催化剂,对CO 2的资源化利用有着重大的意义。

均相催化剂在催化反应中有较高的催化活性,但是不易分离,难于重复利用。

非均相催化剂便于分离和重复使用,可降低反应成本[7⁃9]。

离子液体(IL )是室温或者低于室温时呈现熔融状态的、由阴阳离子组成的盐,是一种新型的绿色溶剂。

离子液体具有结构可调性,可以引入特定性能的官能团合成出含有特定功能的离子液体,即功能化离子液体。

离子液体因其蒸汽压低、溶解性好,稳定性高的特点,对CO 2有较好的活化催化性能[10]。