酸性室溫離子液體催化松香和松節(jié)油反應(yīng)規(guī)律的研究.pdf

1、本文以咪唑類離子液體為研究對(duì)象，合成了溴化1-乙基-3-甲基咪唑鹽-[C2mim]Br、氯化1-n-丁基-3-甲基咪唑鹽-[C4mim]Cl和氯化1-n-辛基-3-甲基咪唑鹽-[C8mim]Cl，使之與四氟硼酸鹽、四氟硼酸及三氯化鋁進(jìn)行反應(yīng)制得離子液體四氟硼酸1-乙基-3-甲基咪唑-[C2mim]BF4、四氟硼酸1-n-丁基-3-甲基咪唑-[C4mim]BF4、四氟硼酸1-n-辛基-3-甲基咪唑-[C8mim]BF4、1-乙基-3-甲基

2、咪唑氯化鋁鹽-[C2mim]Br-AlCl3、1-n-丁基-3-甲基咪唑氯化鋁鹽-[C4mim]Cl-AlCl3和1-n-辛基-3-甲基咪唑氯化鋁鹽-[C8mim]Cl-AlCl3。采用FT-IR、1H-NMR和13C-NMR對(duì)[C2mim]Br、[C4mim]Cl、[C8mim]Cl、[C2mim]BF4、[C4mim]BF4及[C8mim]BF4的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征；以[C4mim]Cl-AlCl3為代表，采用Hammett指示劑法表征

3、了該類離子液體的酸強(qiáng)度；采用乙腈探針紅外光譜法表征了該類離子液體的酸類型。 松油醇酯化、松節(jié)油聚合及松香聚合反應(yīng)，在工業(yè)中有廣泛用途，它們都是重要的酸催化反應(yīng)，普遍使用磷酸、濃硫酸和無水AlCl3等強(qiáng)酸催化劑，這些催化劑存在用量大、設(shè)備腐蝕嚴(yán)重、反應(yīng)后需中和水洗、環(huán)境污染嚴(yán)重及不能重復(fù)或再生使用等缺點(diǎn)?；趯?duì)離子液體諸多獨(dú)特性能的了解和對(duì)上述各模型反應(yīng)存在缺陷的認(rèn)識(shí)，首次在離子液體構(gòu)成的酸性復(fù)合催化體系催化下對(duì)各模型反應(yīng)規(guī)律進(jìn)行

4、了研究，詳細(xì)考察了反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度、溶劑、催化劑用量等因素對(duì)各模型反應(yīng)的影響，得到了較佳的工藝條件。其中以酸性H3PO4-[C4mim]BF4離子液體復(fù)合催化體系催化松油醇酯化反應(yīng)較佳工藝條件為：摩爾比n(松油醇)：n(乙酸酐)=1∶1.5，質(zhì)量比m(松油醇)：m([C4mim]BF4)：m(H3PO4)=5∶5∶0.03，反應(yīng)溫度40℃，反應(yīng)時(shí)間10h。在該條件下，粗產(chǎn)物中未反應(yīng)松油醇的含量?jī)H為0.9﹪，松油酯的含量達(dá)到86.5﹪；

5、以酸性[C4mim]Cl-AlCl3/SbCl3離子液體復(fù)合催化體系催化松節(jié)油聚合反應(yīng)較佳工藝條件為：質(zhì)量比m(松節(jié)油)：m(甲苯)：m([C4mim]Cl)：m(AlCl3)：m(SbCl3)=15∶15∶2∶3∶1.5，反應(yīng)溫度-10℃，反應(yīng)時(shí)間4～5h。在該條件下，固體樹脂產(chǎn)物的收率為64﹪，軟化點(diǎn)達(dá)104℃；以酸性H2SO4-[C8mim]BF4離子液體復(fù)合催化體系催化松香聚合反應(yīng)較佳工藝條件為：質(zhì)量比m(松香)：m(甲苯)：m

6、(H2SO4)：m([C8mim]BF4)=10∶10∶3∶5，反應(yīng)溫度70℃，反應(yīng)時(shí)間4h，在該條件下，可得到聚合產(chǎn)物的軟化點(diǎn)為135℃，酸值為142mgKOH.g-1；同時(shí)對(duì)上述各模型反應(yīng)中的酸性復(fù)合催化體系的重復(fù)使用性能進(jìn)行了考察，結(jié)果顯示：這些酸性復(fù)合體系在重復(fù)使用數(shù)次后，對(duì)各模型反應(yīng)仍具有很高的催化活性；催化體系失活的原因是因?yàn)榉蛛x過程中流失或催化組分在反應(yīng)中水解所致；適當(dāng)?shù)难a(bǔ)加催化組分，可提高其催化活性與新的催化體系相當(dāng)；可