烷基化反應

兩可親核試劑吲哚或2-萘酚的烷基化反應一般是先用堿進行處理,然后與鹵代烴反應(見下式).雜原子上的區域選擇性烷基化反應即O-烷基化反應與所用的溶劑有關,常規使用偶極非質子溶劑如DMF,DMSO等.盡管這類溶劑能加速碳原子上的親核取代反應,但它們沸點高,熱穩定性差,氣味大,而且與水和有機相混溶使產物難以分離.

來自英國的Seddon教授利用離子液體溶劑研究了兩可親核試劑吲哚或2-萘酚的烷基化反應,方法簡單,產品易分離,雜原子上的區域選擇性烷基化反應產率在90%以上,而且溶劑可回收再利用,顯示了離子液體作為烷基化反應溶劑的潛力.。

環加成反應

環加成反應包括Diels-Alder反應,1,3-二偶極環加成反應,CO2同環氧丙烷的環加成,自由基環化加成反應,苯乙烯衍生物同醌類的加成反應等.

在離子液體中進行Diels-Alder反應有顯著的益處:體系有足夠低的蒸氣壓,無爆炸性,可再循環,熱穩定且易于操作。

離子液體在催化反應中的應用

張博士等討論了離子液體在燃料油中進行氧化脫硫的應用,他們以離子液體[?emim]BF4和[?bmim]PF6?代替傳統溶劑來萃取燃料油中的含硫化合物,同時在離子液體中進行化學氧化以達到脫硫的目的。這種將溶劑萃取和化學氧化兩個除硫步驟“一鍋法”進行的方法,提高了脫硫效率,還避免了使用有機溶劑所造成的污染及安全問題。
鄧友全等人還將離子液體應用于清潔汽油的生產。他們以氯鋁酸離子液體為催化劑,在溫和的反應條件下,通過催化烷基化和異構化較好地降低汽油中烯烴和苯的含量;利用非酸性的離子液體作催化合成了汽油添加劑甲基叔丁基醚??茉热藢δ芑嵝噪x子液體進行了研究,用Hammett指示劑測量了AlCl3?類離子液體的酸性。在異丁烷/丁烯烷基化反應中應用酸性離子液體,避免了生產高辛烷值汽油添加劑時存在的廢酸排放等問題,這些都為清潔汽油的生產開辟了一條新的途徑。

離子液體在聚合反應中的應用

擁有陰離子為AlCl4-, PF6-或BF4-的離子液體與過渡金屬具有弱配位作用,這些離子液體作為烯烴低聚的反應介質,克服了過渡金屬催化劑在有機溶劑中溶解性差的缺點。Ma等人在離子液體[emim]Cl-AlCl3 中用Cp2TiCl2為催化劑,AlCl3-xRx (R=Me, Et)為助催化劑催化乙烯聚合。Carlin等人在[emim]Cl-AlCl3烷基鋁組成的離子液體中,研究了TiCl4催化乙烯聚合,當AlCl3的摩爾分數為0152時, … 閱讀全文

離子液體在有機合成中的應用

Abbott等人在環戊二烯與丙烯酸甲酯和甲基酮的Diels2Alder反應加入離子液體[EtNH3]?[NO3],結果表明:離子液體的種類和組成對內、外旋產物的比例影響較大,與丙酮等非極性分子溶劑相比,離子液體加快了反應速度,內旋產物的選擇性更高,為解決對水敏感的Diels2Alder反應提供了一個良好的溶劑環境。該研究也表明在離子液體進行的Diels2Alder反應有很好的立體選擇性。

Howarth用Pd(OAc)2/PPh3為催化劑,分別在傳統溶劑DMF和離子液體[bmim]PF6中進行了一系列的鹵代苯與甲基丙烯酸酯之間的Heck反應,發現離子液體的使用不僅大大提高了產率,而且有效地防止了催化劑的還原失活,并且溶劑和催化劑可重復使用。Admas在離子液體[?emim]Cl2AlCl3中研究了苯的衍生物如甲苯、氯苯、甲氧基苯等的Friedel2Crafts反應,產率等于用分子溶劑的最好文獻值,產物選擇性很好。離子液體在其他反應如催化Bigineli反應、羰基化反應、酯化反應、異構化、Knoevenagal和Ronbinson關環反應、氧化還原反應、有機金屬反應、烯烴的選擇氫化、區域選擇烷基化等反應中都得到了廣泛的應用。
鄧友全等用離子液體負載堿性催化劑催化活化CO2,與胺類化合物反應,制備了二取代脲及異氰酸酯,以無毒的溫室氣體CO2為羰化劑取代光氣和一氧化碳等劇毒羰化劑,使生產過程成為安全的“綠色過程”,并且為CO2的利用提供了新的途徑,有利于減少溫室效應,保護環境。同時,由于離子液體可以重復使用,將有可能降低異氰酸酯的生產成本。他們在離子液體[BuPy]?[PF4]中以五氯化磷為催化劑實現了環己酮肟的Beckmann重排,有很好的轉化率和選擇性,解決了工業生產已內酰胺使用發煙硫酸造成的設備腐蝕、環境污染等問題。

Diels-Alder反應

在有機化學中Diels-Alder反應是一個重要的反應,人們對該反應不僅要關注其產率和速率,更重要的是其立體選擇性。目前已經有大量的將離子液體應用于Diels-Alder反應的研究實驗。如Howarth等研究小組報道了在咪唑鹽室溫離子液體中環戊二烯與烯醛類物質反應進行的情況。實驗表明,在離子液體中進行時該反應的立體選擇性較好,即得到的內外型產物的比例約在95:5左右。所有研究都證實,在離子液體中進行的該反應不但反應速度快,反應產率高,反應的立體選擇性好,而且離子液體可以回收重新使用。這證實了離子液體比普通溶劑更適用于Diels-Alder反應。