新型含硅离子液体合成及其在有机合成中应用-synthesis of novel ionic liquid containing silicon and its application in organic synthesis.docx

湖南科技大学硕士学位论文摘 要离子液体是近年来研究的热点之一，被称为―可设计的溶剂‖，与传统溶剂相比， 离子液体具有许多独特的优点，可以作为绿色溶剂，在有机合成、电化学、生物催化 以及气体溶解方面有着广泛的应用。本论文主要研究了 1-三甲基硅基甲基-3-烷基咪唑类含硅离子液体的合成方法，探 讨了反应时间、温度和反应物的量之比对反应的影响，合成了 12 种新型含硅离子液 体，并对所合成的新型含硅离子液体 15a~15l 的结构用 IR、1H NMR、13C NMR 进行了 表征，部分化合物的结构用 ESI-MS 进行了表征。并初步研究了所合成的离子液体作为 溶剂和催化剂在有机合成中的应用，合成了 9 种 2-(1-取代苯胺乙基)苯酚 16a~16i 和 4 种 2-芳基-3-(4-甲氧基苯基)-3,4-二氢-2H-1,3-苯并噁嗪。（1）以咪唑为原料，与卤代烷烃反应合成了 3 种 N-烷基取代咪唑 13a~13c，然后 采用无溶剂法以化合物 13 为原料合成了 8 种 1-正丙基-3-烷基咪唑类离子液体 14a~14h 和 12 种 1-三甲基硅基甲基-3-烷基咪唑类离子液体 15a~15l。无溶剂法合成离子液体， 既避免了溶剂的使用，又大大简化了分离提纯过程，符合绿色化学发展方向。（2）在新型含硅离子液体的合成中，考察了溶剂、反应时间、反应温度以及反应 物的量之比等对反应产率的影响。结果表明反应时间为 24h、反应温度为 120℃、反应 物的量之比为 n(N-烷基咪唑) : n(氯甲基三甲基硅烷) = 1:1.4 时，反应产率最高。（3）测定了 12 种新型含硅离子液体 15a~15l 的电导率和电化学窗口，结果表明它 们均具有较好的电化学性质。（4）研究了所合成的新型含硅离子液体作为溶剂和催化剂对 3,4-二氢-2H-1,3-苯 并噁嗪类化合物合成的影响，结果表明，1-三甲基硅基甲基-3-甲基咪唑氯离子液体作 催化剂时对反应的影响比作溶剂时的效果好，其催化作用比对甲苯磺酸好，但不如 SnCl4。（5）以合成的不含硅离子液体和含硅离子液体作为溶剂或催化剂，研究了其在 2-(1-取代苯胺乙基)苯酚 16a~16i 合成中的应用。在不含硅离子液体中，相对于无水乙醇 而言，大部分离子液体做溶剂时性能较好，尤以 1-正丙基-3-甲基咪唑溴离子液体性能 最佳；而含硅离子液体做溶剂比不含硅离子液体的效果更好，反应产率均有较大的提 高。此外，离子液体在反应中也表现出一定的催化性能。关键词：含硅离子液体；合成；应用摘 要湖南科技大学硕士学位论文AbstractIonic liquid called as the ―designer’s solvent‖ is a research focus point in recent years. Comparing with traditional solvents, ionic liquids have many unique advantages, and can be used as green solvents. Ionic liquids have found a wide range of applications in organic synthesis, electrochemistry, biocatalysis and gas dissolved.This paper mainly studied the synthesis of 1-trimethylsilylmethyl-3-alkylimidazolium ionic liquids. It was investigated the effects of reaction time, temperature and reactants molar ratio on the reaction. 12 target compounds were synthesized, and the structure of the obtained 1-trimethylsilylmethyl-3-alkylimidazolium ionic liquids 15a~15l were characterized by IR, 1H NMR, 13C NMR, some of them were characterized by ESI-MS. It was studied the role of the prepared ionic liquids as solvent or catalyst in the synthesis of 2-aryl-3-(4-methoxy phenyl)-3,4-dihydro-2H-1,3-benzoxa