固载碱性离子液体制备文献综述
2020-04-07 15:25:04
文 献 综 述
1.1 碱性离子液体与固载催化剂
离子液体通常是指在低于 100 ℃的温度下,完全由有机阳离子和有机或无机阴离子组成的有机液体盐[1]离子液体作为一种新型的环境友好催化剂,已在很多酸催化反应中表现出优异的性能,但反应在均相系统中进行,导致产物与离子液体很难分离且存在离子液体用量大等不足。为解决这些难题,Mehnert等通过自由基聚合的方式将离子液体接枝到载体上,制备了一系列非均相固载离子液体催化剂,并成功应用于酸催化反应中,但研究制备条件变化对固载酸性离子液体催化性能的影响较少[2]。目前,固载碱性离子催化剂又成为人们研究的热点,因其具有环保无污染等特点。
聚合物作为固载催化剂载体的研究在过去的20 多年中已经得到了很大的重视并取得了长足的进展[3]。聚合物固载的催化剂是由具有催化活性的官能团、试剂、金属及金属络合物等连接到聚合物载体上而得到的。具有以下优点:催化反应易控制、反应条件温和、操作简便、催化速度快、选择性高、可回收并循环利用,反应产物易于纯化,可减少对环境的污染和对设备的腐蚀。因此具有广阔的应用前景[4]。
1.2 常见的固载催化剂分类
常见的催化剂载体聚合物主要有交联型、线型和树型聚合物。下面就几类常见的聚合物固载催化剂的研究进行简单评述。
1.2.1 离子交换树脂催化剂
离子交换树脂是指具有离子交换性能的功能高分子。它是最早出现的聚合物固载催化剂之一,阳离子交换树脂可代替有腐蚀性的硫酸和盐酸催化酯化、缩酮、缩醛、醇脱水等反应;阴离子交换树脂可催化羟醛缩合、脱卤化氢等反应。德国的Erdol-Chemic 公司[5]用阳离子交换树脂催化剂生产甲基叔丁基醚和其他的高级醚类。反应条件温和,催化剂使用寿命可达5年。Faulkner等[6]将阴离子交换树脂催化剂用于有机合成反应,并在亲核取代、加成、消去等反应中研究了树脂的交联度、孔结构、比表面、粒度等因素对催化速度的影响。
1.2.2 聚合物固载的相转移催化剂
利用聚合物固载的相转移催化反应只需通过简单的过滤就可将反应物料和催化剂进行分离,催化剂可回收再使用,大大简化了相转移催化反应的后处理工序,减少了对环境的污染,降低了生产成本。