氨基酸离子液体的制备及其在合成环状碳酸酯中的应用

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二氧化碳是温室效应的主要气体,但二氧化碳也是一种重要的C1资源,具有分布广泛、可循环利用、无毒、廉价等优势。环状碳酸酯的合成是一个高效利用二氧化碳的重要途径,近几年受到很多的关注。环状碳酸酯可用于许多领域,如工业原料、非质子极性溶剂,锂二次电池的电解液,合成聚碳酸酯的单体,制药和精细化工行业的中间体等。但目前所开发的催化剂大多存在催化活性不高、需要溶剂或助催化剂、分离困难、反应条件苛刻等问题,因此本文将氨基酸离子液体用于催化二氧化碳合成环状碳酸酯,并试图开发一条合成环状碳酸酯的绿色路线,论文的主要研究内容如下:首先,合成了四种氨基酸离子液体:1-丁基-3-甲基咪唑天冬氨酸[Bmim][ASP],1-丁基-3-甲基咪唑谷氨酸[Bmim][Glu],N-辛基-N-甲基吗啉谷氨酸[mor1,8][Glu]和N-己基异喹啉天冬氨酸[Hi Quin][ASP],并通过1H NMR,13C NMR和IR对所合成的物质进行了表征。将氨基酸离子液体作为催化剂催化二氧化碳与环氧化合物生成环状碳酸酯,在最优反应条件下(反应温度为130℃、CO2初始压力为0.5 Mpa、反应时间为12 h),环状碳酸酯的产率在96%以上,选择性为99%。其次,合成了两种双氨基氨基酸离子液体:1-(3-氨基丙基)-3-丁基咪唑谷氨酸[APbim][Glu],1-(3-氨基丙基)-3-丁基咪唑甘氨酸[APbim][Gly],并通过1H NMR和IR对所合成的物质进行了表征。将双氨基氨基酸离子液体作为催化剂催化二氧化碳与环氧化合物生成环状碳酸酯,在最优反应条件下(反应温度为105℃、CO2初始压力为0.5 Mpa、反应时间为13 h),环状碳酸酯的产率在93%以上,选择性为99%。本文合成的一系列氨基酸离子液体具有良好的催化活性和反应选择性,应用于二氧化碳和环氧化合物合成环状碳酸酯时无需额外的有机溶剂和卤素、可多次循环利用,在工业应用方面有广阔的前景。
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