離子液體在有機合成中應用研究綜述

柴樸（紹興文理學院，浙江 紹興 312000）

離子液體在有機合成中應用研究綜述

柴樸（紹興文理學院，浙江 紹興 312000）

現今人們越來越關注有機合成反應的環保問題，對于反應的溶劑人們進行了深入研究，其中離子液體因穩定性好、污染小等優點受到了人們的青睞。本文就離子液體的特性、分類、在有機合成反應中的應用進行了簡要分析，相信離子液體一定會有廣闊的應用前景。

離子液體；有機合成；應用

隨著化學工藝的發展，人們越來越重視環保問題。目前人們在有機合成過程中使用的有機溶劑毒性較大，污染十分嚴重。對此，科研人員將研究重點轉移至開發綠色溶劑方面，其中，離子液體就是一種性能較為優異的綠色溶劑，可以應用到有機合成反應中。離子液體是由有機陽離子和無機或有機陰離子構成的、在室溫或室溫附近溫度下成液體狀態的鹽類[1]。離子液體作為反應溶劑因其催化活性高、不易揮發、不易燃、溶解性好、易于分離等優點受到人們的廣泛關注，本文就離子液體特性、分離及在有機合成中的應用進行了簡要概述。

1 離子液體特性

與現有的有機溶劑相比，離子液體有許多優良特性，使其可以作為性能優良的綠色溶劑進行應用，具體如下[2]：

（1）維持液態的溫度范圍大：300℃及以上，反應熱穩定性較好；

（2）蒸汽壓較低，所以不容易揮發，產生的污染較小；

（3）溶解性能優良，對很多有機或無機物質的溶解性都很大，這是傳統有機溶劑所欠缺的；

（4）導電性能優良，電化學窗口很寬，在電化學中有較高的應用價值；

（5）極性較大，可調性較高，可以作為多相體系進行應用。

2 離子液體分類

離子液體的種類多種多樣，分類方式也各不相同，例如：改變陰陽離子組合方式可以得到不同的離子液體，以適應不同合成工藝需要。現今最常用的分類方法是按照有機陽離子母體的不同而進行分類的，該分類方法將離子液體分為四類：（1）季按鹽類；（2）季磷鹽類；（3）吡啶鹽類；（4）咪唑鹽類[1]。

3 離子液體在有機合成中應用

3.1 在Diels-Alder反應中應用

離子液體作為溶劑對于Diels-Alder反應有著很好的促進作用。完全符合人們對綠色溶劑的要求。與傳統的有機合成反應中的有機溶劑相比，離子液體有著突出的優勢：穩定性很好、易于分離、立體選擇性很高、便于回收再利用。Ludley[3]等對于該方面進行了關于環戊二烯和丙烯酸甲酯在離子液體作為溶劑的Diels-Alder反應研究，發現其區域選擇性非常高，而且體系中沒有產生廢料高氯酸鋰。

3.2 在Friedel-Crafts反應中應用

對于一些結構不太復雜的芳香化合物，人們常用Lewis酸類離子液體作為溶劑。發現其不但作為溶劑使用效果較好，同時可以作為良好的催化劑使用，一劑多用，非常具有實用價值。特別是對于反應中有碳正離子參與的，反應的促進效果尤其明顯。其具體反應機理如下式：

3.3 在偶聯反應中應用

偶聯反應即C-C耦合類的反應，該反應在有機合成中占有很重要的位置。但是，對于常規有機溶劑來講，作為催化劑的Pd很難穩定存在，這對反應的進行影響很大。離子液體則沒有該類不足，例如：Welton等研究了Pd(PPh3)4作為催化劑時，離子液體對于Suzuki交叉偶聯反應的作用結果，發現效果很好并且可以多次回收再利用。

3.4 在Knoevenagel縮合反應中應用[5]

該反應在有機合成中主要用來合成烯烴及其衍生物，厲嘉云等人對此進行了深入研究，發現：利用二氧化硅類離子液體作為溶劑進行反應表現出了良好的催化性能。對于芳醛與活潑亞甲基化合物有機縮合反應，產率很高，且可以重復回收利用。

3.5 在酯化反應中應用

對于醇和酸的酯化反應，離子液體優點突出，易于分離、可重復利用且對產率影響不大，明顯節約成本。Bronsted酸性離子液體對酯化反應作用效果良好，產率也很高，受到了人們的青睞。

4 結語

隨著科技的不斷發展，人們對于環保問題越來越關注，對于污染較重的有機合成產業成為了人們研究的重點。離子液體的出現使得綠色化工生產實現有了希望。經過多年的研究，離子液體在有機合成中的應用也越來越廣泛。但仍有許多方面需要改善：研究價格低廉，具有普適性的離子液體是必要的；進一步提高離子液體在反應中的穩定性；加強離子液體在有機合成反應中的機理研究等等。相信在科研工作者的共同努力下，離子液體在綠色化學領域的應用會越來越廣泛。

[1]徐雁南.離子液體在有機合成中的拓展研究[D].上海:華東師范大學,2010.

[2]呂敏杰.離子液體在有機合成中的應用[D].南京:南京理工大學,2006.

[3]Ludley P,Karodia N.Phosphonium tosylates as solvents for the Diels-Alder reaction[J].Tetrahedron Lett,2001,42(10):2011-2014.

[4]Mathews C J,Smith P J,Welton T.N-donor complexes of pal?ladium as catalysts for Suzuki cross-coupling reactions in ionic liq?uids[J].MoI A,2004,214(1):27-32.

[5]李金娜,韓相恩.離子液體在有機合成中的應用進展[J].離子液體在有機合成中的應用進展,2011(9):1-5.