適讀人群 :本書(shū)對(duì)于從事離子液體催化材料及其應(yīng)用研究的科研人員和工程技術(shù)人員,高校研究生及大學(xué)生們,都具有重要的參考價(jià)值。
1.是目前我國(guó)功能化離子液體催化領(lǐng)域較為全面和系統(tǒng)的專業(yè)書(shū)籍,具有更高的實(shí)用參考價(jià)值和較高的理論水平。
2.作者均是來(lái)自科研一線的科研人員,在離子液體研究方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn),發(fā)展了多種功能化離子液體催化材料,建立了一系列功能化離子液體催化反應(yīng)新體系。
3.本書(shū)中容既有針對(duì)解決科學(xué)問(wèn)題的催化基礎(chǔ)研究?jī)?nèi)容,也不乏工藝基礎(chǔ)研究的介紹,實(shí)用性和可讀性強(qiáng),具有重要的學(xué)術(shù)和應(yīng)用價(jià)值。
功能化離子液體是充分利用離子液體結(jié)構(gòu)可設(shè)計(jì)、性能可調(diào)的特點(diǎn),在骨架中引入特定功能性基團(tuán)而發(fā)展起來(lái)的一類新材料,其合成和應(yīng)用開(kāi)發(fā)備受關(guān)注。作為環(huán)境友好的催化材料,基于功能化離子液體催化的基礎(chǔ)與應(yīng)用研究是綠色化學(xué)的重要內(nèi)容。
自2000年,功能化離子液體的概念第一次出現(xiàn)在文獻(xiàn)中,其結(jié)構(gòu)性能的特殊性隨即引起化學(xué)家們的關(guān)注。2002年,Cole課題組制備了Brnsted酸功能化離子液體,并將其應(yīng)用于酯化、醚化和重排反應(yīng)中,該項(xiàng)富有創(chuàng)新性的工作激發(fā)了人們對(duì)功能化離子液體材料的研究熱情,大量的研究論文隨之涌現(xiàn),進(jìn)一步促進(jìn)了功能化離子液體的快速發(fā)展。經(jīng)過(guò)短短十余年的研究與開(kāi)發(fā),功能化離子液體材料的多樣性和應(yīng)用范圍都得到了極大的擴(kuò)展。目前,人們對(duì)功能化離子液體材料的研究興趣逐年遞增,并已取得了許多重要的進(jìn)展。
根據(jù)功能性基團(tuán)所處的位置,功能化離子液體包括陽(yáng)離子功能化、陰離子功能化以及陽(yáng)離子和陰離子雙功能化。從功能性基團(tuán)的性質(zhì)來(lái)劃分,可以分為酸性功能化、堿性功能化、手性功能化、金屬功能化、配位功能化等。這些結(jié)構(gòu)多樣的功能化離子液體已經(jīng)在催化、有機(jī)合成、功能材料、生物質(zhì)處理、摩擦磨損等多個(gè)領(lǐng)域得到廣泛研究;诠δ芑x子液體催化應(yīng)用的工程化研究也取得了相當(dāng)程度的發(fā)展。在這樣的背景下,急需出版一本有關(guān)功能化離子液體催化基礎(chǔ)和應(yīng)用研究的著作,引導(dǎo)人們更為理性和科學(xué)地認(rèn)知功能化離子液體的方方面面。本書(shū)正是為這一需求而編寫(xiě)的。
著者對(duì)功能化離子液體研究領(lǐng)域的相關(guān)知識(shí)和研究進(jìn)展進(jìn)行了整理和梳理,使其成為系統(tǒng)性的知識(shí)結(jié)構(gòu),其中包含有著者團(tuán)隊(duì)以及國(guó)內(nèi)外同行在功能化離子液體催化應(yīng)用領(lǐng)域的大量原創(chuàng)性研究成果。全書(shū)共分為6章。第1章對(duì)離子液體的發(fā)展歷史、功能化離子液體的定義和分類以及功能化離子液體的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀進(jìn)行了詳細(xì)介紹。第2章介紹了功能化離子液體的合成、結(jié)構(gòu)表征和性質(zhì)。第3章介紹了負(fù)載功能化離子液體的合成與表征。第4章介紹了功能化離子液體催化的各類反應(yīng)。第5章介紹了離子液體骨架衍生催化新材料。第6章介紹了功能化離子液體工業(yè)應(yīng)用。本書(shū)第1~5章由李臻編寫(xiě),第6章由夏春谷和李臻共同編寫(xiě),全書(shū)由李臻統(tǒng)稿、修訂。
本書(shū)力圖系統(tǒng)、全面地展示功能化離子液體在催化領(lǐng)域的最新研究成果。由于著者知識(shí)和水平有限,且時(shí)間倉(cāng)促,加上離子液體的研究正日新月異地快速發(fā)展,很多研究成果難以全面收集,書(shū)中難免有一些疏漏和不妥之處,懇請(qǐng)讀者批評(píng)和指正。
著者
2017年10月
第1章概述/ 001
1.1離子液體發(fā)展歷史/ 001
1.2功能化離子液體的定義和分類/ 003
1.3功能化離子液體的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀/ 005
參考文獻(xiàn)/ 011
第2章功能化離子液體的合成、結(jié)構(gòu)表征和性質(zhì)/ 016
2.1功能化離子液體合成概述/ 016
2.1.1陽(yáng)離子功能化/ 016
2.1.2陰離子功能化/ 027
2.1.3雙功能化離子液體/ 034
2.2功能化離子液體的結(jié)構(gòu)表征/ 038
2.2.1紅外光譜表征/ 038
2.2.2核磁共振表征/ 041
2.2.3紫外可見(jiàn)光譜表征/ 042
2.2.4電噴霧質(zhì)譜表征/ 042
2.2.5拉曼光譜表征/ 044
2.2.6光電子能譜表征/ 045
2.2.7小結(jié)/ 048
2.3功能化離子液體的性質(zhì)/ 048
2.3.1酯基功能化離子液體的性質(zhì)/ 049
2.3.2羥基功能化離子液體的性質(zhì)/ 051
2.3.3烷氧基功能化離子液體的性質(zhì)/ 054
2.3.4芳基功能化離子液體的性質(zhì)/ 057
2.3.5氰基功能化離子液體的性質(zhì)/ 059
2.3.6烯基功能化離子液體的性質(zhì)/ 061
2.3.7酰胺功能化離子液體的性質(zhì)/ 064
2.3.8磺酸基功能化離子液體的性質(zhì)/ 066
2.3.9陰離子功能化離子液體的性質(zhì)/ 073
2.3.10小結(jié)/ 080
參考文獻(xiàn)/ 080
第3章負(fù)載功能化離子液體的合成與表征/ 093
3.1負(fù)載功能化離子液體概述/ 093
3.2負(fù)載堿功能化離子液體/ 094
3.3負(fù)載酸功能化離子液體/ 102
3.4負(fù)載多金屬氧酸鹽功能化離子液體/ 111
3.5負(fù)載離子液體-金屬配合物/ 116
參考文獻(xiàn)/ 120
第4章功能化離子液體催化的各類反應(yīng)/ 124
4.1酸功能化離子液體催化/ 125
4.1.1酯化反應(yīng)/ 126
4.1.2醛三聚反應(yīng)/ 131
4.1.3縮醛(酮)反應(yīng)/ 135
4.1.4Prins縮合反應(yīng)/ 139
4.1.5Beckmann重排反應(yīng)/ 140
4.1.6苯酚與叔丁醇烷基化反應(yīng)/ 143
4.1.7羰基化反應(yīng)/ 145
4.1.8烯烴氫胺化反應(yīng)/ 147
4.1.9雜-Michael加成反應(yīng)/ 148
4.1.10N-烷基化反應(yīng)/ 151
4.1.11偶聯(lián)反應(yīng)/ 152
4.1.12酯交換聚合反應(yīng)/ 155
4.1.13單糖脫水反應(yīng)/ 156
4.1.14纖維素水解反應(yīng)/ 157
4.2堿功能化離子液體催化/ 161
4.2.1氮雜Michael加成反應(yīng)/ 162
4.2.2酯交換反應(yīng)/ 163
4.2.3水解反應(yīng)/ 164
4.2.4Knoevenagel縮合反應(yīng)/ 165
4.2.5烯烴環(huán)氧化反應(yīng)/ 166
4.2.6加成-環(huán)化反應(yīng)/ 167
4.3羰基金屬陰離子功能化離子液體催化烷氧羰基化反應(yīng)/ 169
4.4多金屬氧酸鹽功能化離子液體催化/ 169
4.5金屬配位化合物功能化離子液體催化/ 173
4.5.1C—C交叉偶聯(lián)反應(yīng)/ 173
4.5.2羰基化反應(yīng)/ 174
4.5.3Click反應(yīng)/ 176
4.6手性配體功能化離子液體催化不對(duì)稱氫化反應(yīng)/ 177
參考文獻(xiàn)/ 179
第5章離子液體骨架衍生催化新材料/ 192
5.1氮摻雜碳基負(fù)載金屬材料/ 192
5.1.1負(fù)載金屬鈀氮摻雜碳材料的制備、表征及其催化應(yīng)用/ 195
5.1.2N和Fe共摻雜有序介孔碳材料可控合成及陰極氧還原催化性能/ 205
5.2基于離子液體骨架的多孔有機(jī)聚合物材料/ 215
5.2.1多孔有機(jī)材料概述/ 215
5.2.2Au-NHC@POPs的可控合成及其在炔烴水合反應(yīng)中的應(yīng)用/ 220
參考文獻(xiàn)/ 229
第6章功能化離子液體工業(yè)應(yīng)用/ 235
6.1復(fù)合離子液體催化高品質(zhì)碳酸乙烯酯合成新技術(shù)/ 236
6.1.1二氧化碳與環(huán)氧化合物環(huán)加成反應(yīng)進(jìn)展/ 236
6.1.2二氧化碳合成有機(jī)碳酸酯技術(shù)概況/ 240
6.1.3LZC型復(fù)合離子液體催化合成碳酸乙烯酯技術(shù)/ 244
6.2水乙二醇聯(lián)產(chǎn)碳酸二甲酯技術(shù)/ 248
6.2.1乙二醇生產(chǎn)現(xiàn)狀/ 248
6.2.2水乙二醇聯(lián)產(chǎn)碳酸二甲酯工藝概況/ 249
6.3酸功能化離子液體催化三聚甲醛清潔合成/ 250
6.3.1醛三聚反應(yīng)/ 250
6.3.2三聚甲醛概述/ 253
6.3.3三聚甲醛合成體系研究進(jìn)展/ 254
6.3.4三聚甲醛合成工藝技術(shù)狀況/ 255
6.3.5離子液體催化合成三聚甲醛工藝/ 257
6.4酸功能化離子液體催化多醚類清潔柴油含氧組分合成技術(shù)/ 264
6.4.1聚甲氧基二甲醚的應(yīng)用背景及合成現(xiàn)狀/ 264
6.4.2酸功能化離子液體催化聚甲氧基二甲醚合成/ 266
參考文獻(xiàn)/ 272
索引/ 276