双咪唑离子液体的合成及其在傅克反应中的应用

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1、学校代码：10135论文分类号：O62学号：20150415013研究生类别：全日制硕士学位论文双咪唑离子液体的合成及其在傅克反应中的应用SynthesisofBis-imidazoliumIonicLiquidandApplicationonFriedel-CraftsReaction学科门类：理学一级学科：化学学科、专业：有机化学研究方向：有机合成申请人姓名：常宝指导教师姓名：乌云教授二〇一八年六月九日独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果，尽我所知，

2、除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含本人为获得内蒙古师范大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人保证所呈交的论文不侵犯国家机密一、商业秘密及其他合法权益。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示感谢。Ｍ彳６签名：：今％＇日期年月曰，关于论文使用授权的说明本学位论文作者完全了解内蒙古师范大学有关保留、使用学位论文的规定：内蒙古师范大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复

3、印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以釆用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文，并且本人电子一文档的内容和纸质论文的内容相致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。签名：辱、导师签名ｔ日期：年６月／日／内蒙古师范大学硕士学位论文中文摘要离子液体作为一种绿色功能材料被广泛应用在有机合成、生物科学、电化学、凝胶制备、气相色谱、材料制备等领域。探索离子液体在有机合成领域作为溶剂或催化剂的使用已成一大研究热点。傅克反应是构建芳

4、香族烷基取代物和芳酮的有效方式，在有机合成领域有十分重要的地位。传统的傅克反应催化剂存在易水解、副产物多、选择性差、腐蚀设备、污染环境一些问题。为了适应当今绿色化学理念，绿色高效催化剂是必然的选择。离子液体作为环境友好的功能材料很自然地被应用到傅克反应中，目前研究比较广泛的是AlCl3型离子液体，但此类离子液体没有完全克服水解失活这一问题，因此设计合成对空气和水敏感度低且具有高稳定性的离子液体十分必要。本文用两步合成法合成了六种双咪唑离子液体[Cn(mim)2](MY-Br)2(MY=ZnCl1132,In

5、Cl3.n=3,6,9)，通过HNMR、CNMR手段表征结构，确认为目标离子液体。并对上述六种双咪唑离子液体与溶剂(水/乙腈)的混合二元体系的物性(粘度和电导率)进行探究，考察温度、浓度对混合体系的影响。双咪唑离子液体与溶剂的混合体系性质变化规律如下：温度对混合体系的粘度和电导率都有影响。随着温度的升高，混合体系的粘度在逐渐降低，电导率逐渐升高；当温度一定时，随着浓度的增大，混合体系的粘度逐渐增大，其电导率也会逐渐增大，在某一特定浓度下电导率达到最大值，继而随之减小，整体呈波形变化。将乙腈作为探针分子，用红

6、外光谱法定量分析双咪唑离子液体的酸性。结果表明：六种离子液体的酸性均强于金属氯化物的酸性，其中氯化铟型的双咪唑离子液体的酸性强于氯化锌型的双咪唑离子液体；当阴离子相同时，以阳离子中取代基碳链最长的双咪唑离子液体[C9(mim)2](InCl3-Br)2的酸性最强，选择其应用于芳香烃与氯化苄和酰氯的傅克反应，评价其催化活性。在[C9(mim)]2(InCl3-Br)2催化氯化苄与芳香烃的傅克烷基化反应中，以苯与氯化苄反应为模板反应，考察了离子液体用量、反应温度、反应时间等条件对催化性能的影响。加入0.1mmo

7、l的离子液体，在50℃下反应5h后，二苯甲烷的收率为84%，并推测了离子液体催化苯和苄氯烷基化反应可能的反应机理。此外还研究了不同的芳香烃与氯化苄的烷基化反应，内蒙古师范大学硕士学位论文得到相应的目标产物。结果表明：苯环上连有推电子基团的芳香烃，相应产物的收率较高。在[C9(mim)]2(InCl3-Br)2催化酰氯与芳香烃的傅克酰基化反应中，以苯和苯甲酰氯反应为模板反应，考察了离子液体用量、反应温度、反应时间等条件对催化性能的影响。加入0.1mmol离子液体，在80℃下反应6h，二苯甲酮的收率达到90%，

8、并推测了离子液体催化苯与苯甲酰氯合成二苯甲酮的可能的反应机理。此外还研究了不同的芳香烃与酰氯的酰基化反应，得到相应的芳酮。结果表明：苯环上连有推电子基团时，相应芳酮的收率会较高，符合上述烷基化反应的电子效应规律。综上，离子液体催化的傅克酰基化反应收率更高，选择性好，副反应少，双咪唑离子液体更适合用于催化傅克酰基化反应。关键词：双咪唑离子液体，混合二元体系，粘度，电导率，傅克反应内蒙古师范大学硕士学位论文ABSTR