酸性离子液体催化α-蒎烯反应的研究

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1、青岛科技大学硕士学位论文酸性离子液体催化α-蒎烯反应的研究姓名：季开慧申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：于世涛20080605青岛科技大学研究生学位论文酸性离子液体催化及一蒎烯反应的研究摘要本文采用两步法合成了1．(3．磺酸基)丙基．3．甲基咪唑磷酸二氢盐【Hs03．pmiIIl】+[H2P04】。、l一(3一磺酸基)丙基-3一甲基咪唑硫酸氢盐【Hs03．pmiIll九Hs04】_、n-(3-磺酸基)丙基吡啶硫酸氢盐[Hs03-ppy】+[Hs04】．、n一(3-磺酸基)丙基吡啶磷酸二氢盐【Hs0

2、3-ppy】+【H2P04】-、(3一磺酸基)丙基三乙基铵硫酸氢盐[N(Et)3(cH2)3．S03H】+【HS04】‘和(3-磺酸基)丙基三乙基铵磷酸二氢盐[N(Et)3(CH2)3S03H】+【H2P04】-、1．n-丁基．3一甲基咪唑硫酸氢盐【C4mim九Hs04】。和1．n．丁基．3．甲基咪唑磷酸二氢盐【c4mim】+【H2P04】‘等8种Br由nstod酸性离子液体。同时还合成了AlCl3．氯化．n-甲基咪唑[Hmim】cl—AlCl3、AlCl3．溴化．1．n_乙基．3一甲基咪唑【C2mh】B

3、rAlCl3、AlCl3．氯化．1．n-丁基。3一甲基咪唑[C4IIlim】C1．AlCl3、AlCl3．氯化三乙基铵[(Et)3NH】Cl—AlCl3、AlCl3．溴化四乙基铵[(Et)3NC2H5】Br-AlCl3、AlCl3一氯化丁基三乙基铵[(Et)3NC4H9】Cl—AlCl3、AlCl3一氯化吡啶【C5H5NH】C1．AlCl3、AlCl3一溴化乙基吡啶【C5H5NC2H5】Br-AlCl3、AlCl3一氯化丁基吡啶【C5H5NC4H9】Cl—AlCl39种Lewis酸性离子液体，并对上述合成

4、的离子液体进行了系统的结构表征和酸度测定。在a．蒎烯制取a．松油醇的水合反应中，考察了传统催化剂磷酸和6种由离子液体分别与氯乙酸组成的复合催化体系的催化性能和重复使用效果。结果表明，使用酸功能化离子液体【Hs03-pmim】+【H2P04】。与氯乙酸组成的催化体系催化效果较好，且与产物容易分离。考察了各工艺条件对反应的影响规律，在最佳工艺条件下，a．蒎烯的转化率达97．1％，产物a一松油醇选择性达52．4％，且该复合催化体系不经任何处理可直接重复使用，重复使用5次后，弘蒎烯转化率仍达83．7％，松油醇选择

5、性为51．6％。同样，在a．蒎烯一步酯化制取乙酸龙脑酯和乙酸松油酯的反应中，考察了传统催化剂硫酸、磷酸和由8种离子液体分别与氯乙酸组成的复合催化体系的催化和重复使用效果。结果表明，酸功能化离子液体【Hs03．p_N(Et)3九Hs04】．与助催化剂氯乙酸组成的复合催化体系对乙酸龙脑酯具有较高的选择性，达45．1％，a．蒎烯转化率达95．9％，且催化体系在重复使用5次时萨蒎烯转化率仍达87．4％；离子液体【Hs03．pmim】+【H2P04】一与助催化剂氯乙酸组成的复合催化体系对乙酸松油酯具有较高的选择性，

6、达36．0％，吐．蒎烯转化率达85．7％，且催化体系可重复使酸性离子液体催化甜蒎烯反应的研究用6次。同时，还详细考察了反应物配比、反应时间、反应温度以及催化剂用量对以上各反应的影响，得到了各反应的最佳条件。同时还对烷基咪唑．AlCl3类、烷基三乙胺一AlCl3类和烷基吡啶．AlCl3类三类Lewis酸性离子液体在口．蒎烯聚合反应中的影响规律做了初步的探讨，其中【C4mim】C1．AlCl3催化效果最佳，萜烯树脂软化点达104℃。酸性离子体在a．蒎烯领域的应用，较好地解决了现有工艺中存在的催化剂一次性用量大

7、、产物不宜分离及其后处理复杂，环境污染严重等缺点。本工作对酸性离子液体在相应模型反应中的应用具有重要的指导意义。关键词：酸性离子液体a一蒎烯催化水合酯化聚合Ⅱ青岛科技大学研究生学位论文STUDYONTHEREACTIONOF辨P玳ENEOVERAC兰DIONICLIQUIDSABRSTRACTEi曲tkindsofB砷nstedacidicionicliquids：l-(3一sul硒11ic鲫up)p∞pyl一3-methyl一妇idazoledi唧釉·如啦a纶f蹬s03巾mi珏Dn薹薹2P瓴】0l一0一

8、躐l惫越eg∞较p)pfopyl一3一methylimidazolehydro—sulfatc【(HS03-pmim)】+【Hs04】。，n一(3-sulf0Ilic舯up)-propyl—p两din幽ydro—sul触e【HS03鞠y】十雕S0司．，n一(3·烈白越c印up)一propylp妒dine撼y．drophosphate【HS03ppy】十【H2Pod-(3一sulfoIlicgrouD-propyl—tfieth