羰基合成与选择氧化国家重点实验室（OSSO）知识库

酸性离子液体由于具有结构可设计、酸度可调节、腐蚀性低、易循环、良好的热及化学稳定性等特点，可用于替代传统的液体酸催化剂，已经成功应用于许多有机化学反应中。目前，碳一化学研究引起了越来越多的关注，碳一化学是以含有一个碳原子的物质为原料合成工业产品的有机化学及工艺，它能够以较少的碳为人类提供更多的化学品，从而大大减少对石油等化石能源的依赖，无论从环境友好还是原子经济性等方面考虑都有很大的潜力。其中，甲醛的多样化转化是碳一化学的重要分支之一。 以甲醛为原料可以通过Aldol缩合和Prins缩合反应生成甲基乙烯基酮和4-烃基-1,3-二氧六环等有机化学品，它们是重要的有机合成中间体。然而这类化合物的生产过程或多或少的存在对反应设备要求高，产物选择性较差等问题。本论文以酸性离子液体代替传统催化剂，对甲醛与丙酮的羟醛缩合反应以及甲醛与烯烃的Prins缩合反应进行了研究。

1. 合成了多种磺酸性离子液体，对比了该类离子液体与无机酸在甲醛与丙酮反应中的催化性能，考察了离子液体酸性与结构对反应的影响，对反应条件进行了优化。结果表明，无溶剂情况下，以1-甲基-3-丁磺酸基咪唑对甲苯磺酸盐为催化剂时，催化效果最好，继续增加离子液体酸强度反而对反应不利。

2. 制备了一系列不同结构的酸性离子液体，考察了离子液体结构对甲醛与乙烯反应合成 1,3-二氧六环的影响，实验发现，离子液体催化剂的阳离子结构和阴离子结构对反应均有显著影响，以磺酸功能化离子液体1-甲基-3-丁磺酸基咪唑硫酸氢盐为催化剂时反应效果最好。

3. 通过溶胶凝胶法对离子液体进行固载，成功合成了负载型离子液体催化剂，并通过FT-IR，元素分析，N₂吸脱附等手段对催化剂进行了表征。考察了纯离子液体与负载型离子液体催化甲醛与苯乙烯及其衍生物Prins反应的催化活性。实验发现，对离子液体进行固载不仅可以提高反应转化率和产物选择性，而且可以大大降低离子液体的用量，其中，1-甲基-3-丁磺酸基咪唑硫酸氢盐固载得到的负载型催化剂表现出最优的催化活性，催化剂易于从反应体系中分离，循环使用5次后依然有较高的催化活性。此外，该类催化剂具有较好的底物适应性。