碱性功能化表面活性离子液体的制备及应用文献综述

开题报告内容：（包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述，不少于2000字）

离子液体作为一种新型的绿色溶剂,具有不挥发、不可燃、较高的热稳定性,较大的电化学窗口等优良的性质,已被成功地应用于有机合成、催化化学、电化学及材料科学等各个领域。目前对某个特定的功能化离子液体并不是对所有的反应都有良好的催化性能,在一定程度上阻碍了其应用。因此,探索高效简洁新颖具有特定功能的离子液体,并开拓新的应用领域成为目前离子液体研究的一项重要内容。

离子液体是近年来基于绿色可持续的理念发展起来的介质和软功能材料。它以其较宽的液态范围、非挥发性、可调控的物化性能、较宽的电化学窗口等特殊性能，作为有机合成的反应介质和催化剂、分离科学的溶剂和萃取剂、电化学的电解液等而得到广泛应用。离子液体是由阴离子和阳离子组成的，可以通过对阳离子修饰或改变阴离子来调节离子液体的性质，这种经设计而满足专一性要求的离子液体就是功能化离子液体。目前，室温离子液体的应用报道大多集中在酸性功能化离子液体作为反应介质和催化剂的研究应用上，有关碱性离子液体的应用报道相对较少。但是碱性离子液体的一些优越性也赋予其一定的潜在应用价值，在一些碱催化的有机反应中，使用碱性离子液体兼作溶剂和催化剂比在离子液体介质中加入无机碱作催化剂的催化活性要高，且碱性离子液体可循环利用。为了扩大碱性离子液体在有机合成反应中的应用范围，考虑到缩合反应一般都是碱催化的反应，所以实验主要探索合成碱性离子液体[DABCO-R]-M并验证其在缩合反应中的应用。

在第一部分中，通过大量的初级合成筛选出理化性质优良的例子液体。其合成方法主要采取“两步合成法”。首先以DABCO为主要的离子液体前体，与不同长度的卤代烷反应得到[DABCO-R]X，再让其与不同活性的弱碱性阴离子进行离子交换，得到[DABCO-R]M。该部分的几个重要点为1、通过大量的实验，从所上烷基链从C2、C4、C6、C8、C10、C12。。。。。。尝试选择出最佳的烷基链长度。2、通过大量的实验选择出合适的阴离子及合适的阴离子形式做为离子交换试剂。如：选择BF4作为阴离子，那么综合考虑产率以及成本，通过实验选择出是以NaBF4作为交换试剂还是用AgBF4作为交换试剂。3、纯化问题。纯化对于离子液体的制备来说既是一个难点又是一个重点。因为在大量的探索性合成中，不同的离子液体既有共性又有个性。这给离子液体的纯化带来了很多不便。有的离子液体为固体，有的则为液体，且随着烷基链的长度变化，离子液体极性随之变化，导致其纯化问题十分复杂。但离子液体的纯度又极大的影响到后面的催化反应。离子液体里任何微量的杂质都可能导致催化功能减弱甚至无法起到催化作用。

在第二部分中，选择合适的缩合反应，用制备出的例子液体催化其反应。如：离子液体在Knoevenagel缩合，Adol缩合，Witting缩合， Benzoin缩合， Claisen-Schmidt缩合， Mannich反应， Pechmann缩合，Paal-Knorr缩合等缩合反应中的催化应用。 我们要通过实验探索其在缩合反应中的应用，讨论离子液体的用量、反应时间、反应底物对反应的影响以及离子液体的循环利用。

碱性离子液体已有的研究进展

1、碱性离子液体在有机合成中的应用

1、1 Michael加成

Michael 加成是有机合成中C—C 键形成的重要方法之一, 通常采用强碱作为催化剂, 但导致副反应的产生。 Ranu 等^[1]研究发现, 碱性离子液体[bmIm]OH(氢氧化1-丁基-3-甲基咪唑盐)对活泼亚甲基化合物与共轭酮、羧酸酯及腈类的Michael 加成反应具有很好的催化作用。 研究发现, 底物为alpha;,beta;-不饱和酮时, 得到单加成产物1, 收率为80%～96%; 而开链1,3-二羰基化合物与alpha;,beta;-不饱和酯和腈则可以通过一步反应得到相应的双加成产物2, 收率为80%～95% (Scheme 1)。 随后, Ranu等^[2]又进一步研究了硫醇与alpha;,beta;-炔酮的Michael 加成反应(Eq. 1).Yang 等^[3]报道了碱性离子液体[bmIm]OH 催化芳香胺及咪唑、吡唑等N-杂环化合物与环酮或脂肪酮的Aza-Michael加成反应(Scheme 2), 反应可在室温条件下

Scheme 1