离子液体连续催化绿色傅克反应的研究

Friedel-crafts reaction plays a very important role in the fine chemistry and organic synthesis. The study of ionic liquid catalysis Friedel-Crafts reaction also gain a fairly promotion. However the Friedel-Crafts reaction is not amicable to the agent, when the reaction is finished. It will expend measure of water to resolve the catalyst agent which is remained. The waste water contains too much aromatic compounds.So it's a important problem to improve the efficition of the catalyst agents and induce the waste water emission. The project plan to synthesize novel ionic liquid that has low density and polar, which has better intermiscibility with weak polarity aromatic compounds. When it was been used in catalyzing Friedel-crafts reaction, aluminium trichloride can been changed into aluminium hydroxide. The aluminium hydroxide was separated from solution by centrifugal precipitation. Catalytic efficiency of aluminium trichloride has great improved. This can also dispel the production of waste water from the catalytic agents in order to make a environment catalysis and sustainable production become available.

傅克反应在精细化工和有机合成中具有重要意义，离子液体催化傅克反应的研究也取得了较好的进展，但傅克反应在应用过程中，其催化剂用量较大且反应完成时，分解残余催化剂的用水量也大，且废水含芳香烃多，对环境不友好。因此提高催化剂的催化效率，减少废水的排放，是傅克反应急需解决的一个问题。本项目以合成与弱极性芳香烃具有较好相溶性的新型离子液体为起点，通过制备能够和苯有较好溶解性的新型离子液体，得到具有较低溶液密度和极性的离子液体的苯溶液，催化有机醇与苯进行傅克反应，并利用反应生成的水和不断加入的催化剂和反应物，形成连续催化，最后可将三氯化铝分解为氢氧化铝，并从离子液体体系中通过离心沉淀分离出来，从而使三氯化铝的催化效率由原来两分子催化得到一份子产物转变为一份子催化剂产生三分子产物的效果，催化效率得到成倍的增加，并可以消除反应后分解催化剂产生废水的步骤，从而达到绿色催化、连续生产的目的。

本项目是以小额资助形式批复的，时间只有一年，故在项目批复后的协议中，项目需完成新型离子液体合成部分，而剩余部分：连续催化由于经费和时间的限制，未列入项目合同书，因此，结题报告相对于申请报告的研究内容有部分删减（此部分未进行英文翻译）。.绿色化学的含义是指采用无毒、无害的原料、催化剂和溶剂，选择具有高选择性、高转化率、不产生或少产生副产品和废物的对环境友好的反应进行合成，其目的是通过新的合成反应和方法，开发制备单位产品产污系数降低、资源和能源消耗最少的先进合成方法和技术，从合成反应入手，从根本上消除或减少环境污染。目前，绿色化学已成为当前化学研究的热点和前沿，而且是21世纪化学发展的重要方向之一。. 离子液体作为一种新型环保溶剂和催化剂有望代替传统的有机溶剂和有机催化剂，实现绿色化学中绿色原料、绿色催化剂的需要。在绿色化学已经走过的近10年的道路中。离子液体起了重要的作用，某种意义上说，离子液体是浓缩的绿色化学的符号。. 本项目采用传统的两步合成法制备了新型的离子液体，命名为氯铝酸类N,N-二甲基苯胺盐酸盐离子液体。从阳离子的分类上划分为季铵盐型离子液体，从阴离子的分类上划分为卤化盐类离子液体。该种离子液体也是现有文献报道的第一个芳香烃型离子液体。在合成离子液体的过程中，本文采取控制变量法探究了温度、时间以及加热方式和前驱体形态对离子液体合成的影响，并总结出最优化条件。. 为了进一步表征该种离子液体，本文对其的物理化学性质进行了各种研究。除了常规的密度、熔点、吸湿性等的测定外，还用该离子液体代替传统的无机催化剂催化苯与叔丁醇的傅克烷基化反应，并探究了在催化傅克烷基化的过程中，反应温度、反应时间、无水苯的加入量对反应产率的影响。实验结果表明，该种离子液体具有一般离子液体的优良特性，而且验证的文献中用离子液体取代无机催化剂的结论。成功表征了该种离子液体。