| 功能化离子液体的创制及其在氢甲酰化反应中的应用 | |
| 杨静 | |
| Subtype | 理学博士 |
| Thesis Advisor | 邓友全 |
| 2007-11-16 | |
| Degree Grantor | 中国科学院研究生院 |
| Department | 绿色化学研究发展中心 |
| Degree Discipline | 物理化学（含：化学物理） |
| Keyword | 离子液体 己内酰胺 离子液晶 近晶相 氢甲酰化反应 Ionic Liquid Caprolactam Ionic Liquid Crystal Smectic Phase Hydroformylation |
| Abstract | 离子液体作为一种新型的环境友好介质和软功能材料已在诸多领域得到了广泛和深入的研究。探索和合成具有特殊物理化学特性的离子液体具有重要的科学意义和实际价值。本论文设计并合成了以己内酰胺为阳离子前体的离子液体，在此基础之上重点研究了己内酰胺类离子液体/液晶的物理化学特性及其催化性能。论文主要包括以下四个方面： (1) 首次以磺胺醋酰钠和邻苯二甲酰亚胺钾为原料合成了一系列不含卤素的新型离子液体。利用核磁进行了结构表征，并用差示扫描量热仪对其热性质进行了初步研究，发现大部分咪唑类离子液体呈固态，其中含磺胺醋酰阴离子的离子液体的熔点均高于100 °C，含邻苯二甲酰亚胺阴离子的离子液体的熔点均低于100 °C；而吡啶类离子液体均为粘稠液体，其玻璃化转变温度在-16.6 – -36.6 °C。 (2) 首次采用一步法合成了N-质子化己内酰胺四氟硼酸离子液体 (CP-BF) 和N-烷基己内酰胺三氟甲烷磺酸离子液体 (CP-TFMS)，进行了核磁、红外和质谱等结构表征，并对其密度、粘度、折射率、热性质、电化学以及荧光发射等物理化学性质进行了初步研究。结果发现，CP-BF离子液体的粘度为503 cP (25 °C)，其热分解温度为239 °C (10% 重量分解)。其合成成本低、毒性小、适于大规模制备；而CP-TFMS离子液体的折射率为1.4372，电化学窗口为3.5 V (玻碳电极)，均高于CP-BF离子液体。 (3) 采用一步原子经济反应合成了一系列新型的N-烷基化己内酰胺磺酸类离子液体，进行了核磁，质谱、红外、元素分析等结构表征，对其密度、折射率、溶解性、热性质、紫外和荧光性质以及毒性进行了详细探讨。研究表明，烷基侧链碳原子数Cn ≥ C8的长链离子液体表现出液晶行为，具有明显的双向性热致近晶A相和优秀的热稳定性。与报导的二烷基咪唑类离子液体相比，该类离子液体拥有更高的相变焓 (ΔH = 38.5 – 83.1 kJ/mol)、比热 (Cp = 2.44 – 3.36 J/g/K) 和热存储密度 (240 – 299 MJ/m3)，并表现出了不同的紫外吸收特征和荧光发射行为，以及更低的毒性。这使得它们在作为光电材料，热储存介质或有序反应介质等方面具有潜在的应用价值。 (4) 首次以N-烷基化己内酰胺离子液晶和咪唑类离子液晶为有序介质应用到1-辛烯氢甲酰化反应中，考察了不同液晶相对反应的影响。如以十六烷基甲基咪唑甲烷磺酸离子液晶为有序介质，在压力为2 Mpa，105 °C下反应4 h，正壬醛的选择性为87%，1-辛烯转化率为71%，转化频率为255 h-1；以N-十二烷基己内酰胺对甲苯磺酸离子液晶为有序介质，同样条件下正壬醛的选择性仅为39%，1-辛烯转化率为71%，转化频率为206 h-1。结果表明咪唑类离子液晶作为有序介质更有利于正壬醛生成。 |
| Subject Area | 绿色化学 |
| Funding Project | 绿色催化课题组 |
| Document Type | 学位论文 |
| Identifier | http://ir.licp.cn/handle/362003/3037 |
| Collection | 绿色化学研究发展中心 |
| Recommended Citation GB/T 7714 | 杨静. 功能化离子液体的创制及其在氢甲酰化反应中的应用[D]. 中国科学院研究生院,2007. |
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| 200754杨静.pdf（2617KB） | 开放获取 | CC BY-NC-SA | View Application Full Text | |||
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