離子液體在有機(jī)合成中應(yīng)用研究綜述

柴樸（紹興文理學(xué)院，浙江 紹興 312000）

離子液體在有機(jī)合成中應(yīng)用研究綜述

柴樸（紹興文理學(xué)院，浙江 紹興 312000）

現(xiàn)今人們越來越關(guān)注有機(jī)合成反應(yīng)的環(huán)保問題，對于反應(yīng)的溶劑人們進(jìn)行了深入研究，其中離子液體因穩(wěn)定性好、污染小等優(yōu)點(diǎn)受到了人們的青睞。本文就離子液體的特性、分類、在有機(jī)合成反應(yīng)中的應(yīng)用進(jìn)行了簡要分析，相信離子液體一定會有廣闊的應(yīng)用前景。

離子液體；有機(jī)合成；應(yīng)用

隨著化學(xué)工藝的發(fā)展，人們越來越重視環(huán)保問題。目前人們在有機(jī)合成過程中使用的有機(jī)溶劑毒性較大，污染十分嚴(yán)重。對此，科研人員將研究重點(diǎn)轉(zhuǎn)移至開發(fā)綠色溶劑方面，其中，離子液體就是一種性能較為優(yōu)異的綠色溶劑，可以應(yīng)用到有機(jī)合成反應(yīng)中。離子液體是由有機(jī)陽離子和無機(jī)或有機(jī)陰離子構(gòu)成的、在室溫或室溫附近溫度下成液體狀態(tài)的鹽類[1]。離子液體作為反應(yīng)溶劑因其催化活性高、不易揮發(fā)、不易燃、溶解性好、易于分離等優(yōu)點(diǎn)受到人們的廣泛關(guān)注，本文就離子液體特性、分離及在有機(jī)合成中的應(yīng)用進(jìn)行了簡要概述。

1 離子液體特性

與現(xiàn)有的有機(jī)溶劑相比，離子液體有許多優(yōu)良特性，使其可以作為性能優(yōu)良的綠色溶劑進(jìn)行應(yīng)用，具體如下[2]：

（1）維持液態(tài)的溫度范圍大：300℃及以上，反應(yīng)熱穩(wěn)定性較好；

（2）蒸汽壓較低，所以不容易揮發(fā)，產(chǎn)生的污染較?。?/p>

（3）溶解性能優(yōu)良，對很多有機(jī)或無機(jī)物質(zhì)的溶解性都很大，這是傳統(tǒng)有機(jī)溶劑所欠缺的；

（4）導(dǎo)電性能優(yōu)良，電化學(xué)窗口很寬，在電化學(xué)中有較高的應(yīng)用價值；

（5）極性較大，可調(diào)性較高，可以作為多相體系進(jìn)行應(yīng)用。

2 離子液體分類

離子液體的種類多種多樣，分類方式也各不相同，例如：改變陰陽離子組合方式可以得到不同的離子液體，以適應(yīng)不同合成工藝需要?，F(xiàn)今最常用的分類方法是按照有機(jī)陽離子母體的不同而進(jìn)行分類的，該分類方法將離子液體分為四類：（1）季按鹽類；（2）季磷鹽類；（3）吡啶鹽類；（4）咪唑鹽類[1]。

3 離子液體在有機(jī)合成中應(yīng)用

3.1 在Diels-Alder反應(yīng)中應(yīng)用

離子液體作為溶劑對于Diels-Alder反應(yīng)有著很好的促進(jìn)作用。完全符合人們對綠色溶劑的要求。與傳統(tǒng)的有機(jī)合成反應(yīng)中的有機(jī)溶劑相比，離子液體有著突出的優(yōu)勢：穩(wěn)定性很好、易于分離、立體選擇性很高、便于回收再利用。Ludley[3]等對于該方面進(jìn)行了關(guān)于環(huán)戊二烯和丙烯酸甲酯在離子液體作為溶劑的Diels-Alder反應(yīng)研究，發(fā)現(xiàn)其區(qū)域選擇性非常高，而且體系中沒有產(chǎn)生廢料高氯酸鋰。

3.2 在Friedel-Crafts反應(yīng)中應(yīng)用

對于一些結(jié)構(gòu)不太復(fù)雜的芳香化合物，人們常用Lewis酸類離子液體作為溶劑。發(fā)現(xiàn)其不但作為溶劑使用效果較好，同時可以作為良好的催化劑使用，一劑多用，非常具有實(shí)用價值。特別是對于反應(yīng)中有碳正離子參與的，反應(yīng)的促進(jìn)效果尤其明顯。其具體反應(yīng)機(jī)理如下式：

3.3 在偶聯(lián)反應(yīng)中應(yīng)用

偶聯(lián)反應(yīng)即C-C耦合類的反應(yīng)，該反應(yīng)在有機(jī)合成中占有很重要的位置。但是，對于常規(guī)有機(jī)溶劑來講，作為催化劑的Pd很難穩(wěn)定存在，這對反應(yīng)的進(jìn)行影響很大。離子液體則沒有該類不足，例如：Welton等研究了Pd(PPh3)4作為催化劑時，離子液體對于Suzuki交叉偶聯(lián)反應(yīng)的作用結(jié)果，發(fā)現(xiàn)效果很好并且可以多次回收再利用。

3.4 在Knoevenagel縮合反應(yīng)中應(yīng)用[5]

該反應(yīng)在有機(jī)合成中主要用來合成烯烴及其衍生物，厲嘉云等人對此進(jìn)行了深入研究，發(fā)現(xiàn)：利用二氧化硅類離子液體作為溶劑進(jìn)行反應(yīng)表現(xiàn)出了良好的催化性能。對于芳醛與活潑亞甲基化合物有機(jī)縮合反應(yīng)，產(chǎn)率很高，且可以重復(fù)回收利用。

3.5 在酯化反應(yīng)中應(yīng)用

對于醇和酸的酯化反應(yīng)，離子液體優(yōu)點(diǎn)突出，易于分離、可重復(fù)利用且對產(chǎn)率影響不大，明顯節(jié)約成本。Bronsted酸性離子液體對酯化反應(yīng)作用效果良好，產(chǎn)率也很高，受到了人們的青睞。

4 結(jié)語

隨著科技的不斷發(fā)展，人們對于環(huán)保問題越來越關(guān)注，對于污染較重的有機(jī)合成產(chǎn)業(yè)成為了人們研究的重點(diǎn)。離子液體的出現(xiàn)使得綠色化工生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)有了希望。經(jīng)過多年的研究，離子液體在有機(jī)合成中的應(yīng)用也越來越廣泛。但仍有許多方面需要改善：研究價格低廉，具有普適性的離子液體是必要的；進(jìn)一步提高離子液體在反應(yīng)中的穩(wěn)定性；加強(qiáng)離子液體在有機(jī)合成反應(yīng)中的機(jī)理研究等等。相信在科研工作者的共同努力下，離子液體在綠色化學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用會越來越廣泛。

[1]徐雁南.離子液體在有機(jī)合成中的拓展研究[D].上海:華東師范大學(xué),2010.

[2]呂敏杰.離子液體在有機(jī)合成中的應(yīng)用[D].南京:南京理工大學(xué),2006.

[3]Ludley P,Karodia N.Phosphonium tosylates as solvents for the Diels-Alder reaction[J].Tetrahedron Lett,2001,42(10):2011-2014.

[4]Mathews C J,Smith P J,Welton T.N-donor complexes of pal?ladium as catalysts for Suzuki cross-coupling reactions in ionic liq?uids[J].MoI A,2004,214(1):27-32.

[5]李金娜,韓相恩.離子液體在有機(jī)合成中的應(yīng)用進(jìn)展[J].離子液體在有機(jī)合成中的應(yīng)用進(jìn)展,2011(9):1-5.