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硅胶负载酸性离子液体的制备及应用(8)

时间:2017-06-19 20:40来源:毕业论文
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WMZK-01型温度指示控制仪    上海医用仪表厂
NICOLET Impact410型红外光谱仪    天津市拓普仪器有限公司
Bruker AVANCE核磁共振仪    杭州达瑞尔仪器服务有限公司
SHZ-D(Ⅲ)循环水式真空泵    南京科尔仪器设备有限公司
DHG-9070A型全自动电脑干燥箱    杭州中拓仪器有限公司
WRS-1B数字熔点仪    南京利尔实验仪器设备有限公司

25ml单口烧瓶,小量注射器,四氟乙烯磁子,冷凝管,搅拌棒等。
2.2.2 硅胶负载型酸性离子液体合成
硅胶负载型酸性离子液体SO3H-IL@SiO2总反应式(见图2.1):
图2.1 硅胶负载型酸性离子液体SO3H-IL@SiO2的合成路线
具体步骤如下:
第一步亲核取代:
Step 1
取咪唑50 mmol (3.409 g)置于100 mL圆底烧瓶,瓶上插上塞有棉花及雾水CaCO3的干燥管,在100℃油浴中加热。待咪唑融化,取片状氢氧化钠 50 mmol (1.998 g)加入烧瓶中,继续反应1 h。一小时后结束反应,抽真空除水,圆底烧瓶中出现淡黄色固体。此时烧瓶壁上仍有少量水珠。搭分水装置,向烧瓶中加4A分子筛干燥的甲苯70 mL,在125℃油浴中加热,35 min后分水装置中出现第一滴液滴,继续反应1h。停止反应,静置降温30 min。再取3-氯丙基三乙氧基硅烷50 mmol(12 mL)加入烧瓶,在氮气保护下,110℃油浴中回流,底部黄色固体不溶。反应21 h后停止搅拌,反应液变成淡黄色乳状物质。
后处理方法:将反应的烧瓶内物质冷却静置,待完全冷却,取一已知瓶重(62.498 g)的干净烧瓶进行过滤。过滤得黄色油状物质,用干燥过的甲苯洗涤滤渣两次,取滤液。用二氯甲烷分别稀释黄色透明油状液体和咪唑原料,以石油醚:乙酸乙酯为1:1作为展开剂,作硅胶薄层色谱分离。用薄板展开结果如图2.2所示:
 图2.2  TLC展开结果
由板可看出展开剂没选好,点没跑开,换乙酸乙酯为展开剂,作硅胶薄层色谱分离。用薄板展开结果如图2.3所示:
 图2.3 TLC展开结果
由点板结果知反应基本完全,旋蒸得黄色透明液体,即中间体1。连瓶称得71.200 g,及得产物为8.702 g,算得理论产量为13.575 g,所以第一步产率为64.10%。
第二步季铵化和酸化:
Step 2
取1,4-丁基磺酸内酯1.2 mL(11.5 mmol),第一步产物3.068 g (11.3 mmol),分子筛干燥的甲苯 20 mL置于50 mL圆底烧瓶中,室温下混合均匀,氮气保护下,80 ℃反应,反应液呈黄色均相透明液体。反应12 h停止搅拌加热,稍微冷却,体系分为两层,上层为透明液体,下层为黄色粘稠状液体。倾倒去上层透明甲苯液。再加入10 mL甲苯继续在80℃下搅拌回流,回流1 h后停止加热,静置冷却,倾倒去甲苯,重复洗涤一次。洗涤完毕后旋蒸除去甲苯,得到季铵化产物。
称得季铵化产物2.001 g(5 mmol),向瓶中加入15 mL干燥处理的无水乙醇,滴加浓硫酸0.488 g(5 mmol)于45℃水浴中搅拌回流,反应6 h后旋蒸除去溶剂,得到粘稠状负载前体咪唑硫酸氢盐离子液体(中间体2)。
第三步固载化: Step 3
将上一步得到的离子液体(中间体2)溶于30 mL无水乙醇中,与干燥处理过的硅胶 4.002 g一起回流24 h。反应结束后,静置冷却至室温,反应液分层,上层为白色浑浊液,下层为白色固体。抽滤,得白色粉状物,即目标产物硅胶负载型酸性离子液体催化剂SO3H-IL@SiO2,置烘箱烘30 min。烘完,取出干燥产物,称得干燥产物6.473 g。负载量为38.17%。
2.3 硅胶负载型酸性离子液体催化剂的结构表征
2.3.1 负载前体的核磁共振谱分析
负载前体核磁共振氢谱(NMR)由Bruker AVANCE核磁共振仪检测(500MHz,分别以CDCl3和DMSO作溶剂,TMS为内标)。谱图如图2.4所示。 硅胶负载酸性离子液体的制备及应用(8):http://www.youerw.com/yixue/lunwen_9441.html
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