加氢反应通常是指在 H2 存在条件下,对反应物进行催化加氢,以减少不饱和键,加氢的
本科毕业设计说明书 第 5 页 目的大多是为了得到价值更高的产品。鉴于加氢在化学化工中占有的重要地位,几十年来加 氢催化剂的发展十分迅速,多相催化加氢过程被大量研究和应用。均相催化过程和非均相催
化过程往往具有其各自显著的优势,如均相催化的均一性往往使催化活性和选择性更高,这 些都是非均相催化很难达到的。非均相催化也因其易于产品与催化剂之间的分离,操作简便 的优势得到广泛应用。而离子液体参与的过渡金属催化反应往往结合这两者的优点,此外其 自身结构的特殊性和可设计性在具体催化过程中表现的优势,使得离子液体在过渡金属加氢 催化领域的应用成为近年来的研究热点。
最早将离子液体(熔盐)中应用在加氢催化是在 1982 年,Buchanan[9]等将 SbCl3(熔点为 73 oC)与过渡金属催化剂对蒽/四氢萘进行转移加氢反应,其反应式为(图 1。6):
图 1。6 Buchanan 在 SbCl3 对蒽/四氢萘的加氢转移反应
Chauvin[10]等于 1996 年研究报道,以[Rh(nbd)(PPh3)2][PF6]为催化剂,在离子液体中进行 戊烯的加氢还原。实验结果显示,与在传统丙酮溶液体系相比,[BMIM][SbF6]离子液体还原 速率提高 5 倍。同时催化剂损失均小于 0。02 %。之后 Chauvin 也在上述离子液体溶剂中进行 了环己二烯的部分加氢催化实验,目的产物环己烯的选择性高达 98 %,这充分显示了在离子 液体做溶剂来改善溶解反应物与产物的溶解度对加氢催化的影响。
随后,铑、钌、钯、铂等金属催化剂纷纷与离子液体一起,被用来进行催化加氢反应, 所涉及的反应物包括烯、炔、碳酰、羧酸、硝基化合物以及聚合物。通过使用离子液体溶剂, 贵金属催化剂在反应过程中损失量大大降低,可通过简单相分离就能实现催化剂的回收与循 环利用。更重要的是,化学选择性,区位选择性,催化活性等相对于传统分子筛催化剂而言, 在离子液体中的催化加氢反应的反应结果都得到明显提高。来,自,优.尔:论;文*网www.youerw.com +QQ752018766-
转移加氢反应中一般需要高极性的氢源反应底物,如 2-丙醇或甲酸/三乙胺,离子液体很 难与这些反应试剂形成稳定的两相体系。另外,加氢转移中常常使用强碱来活化催化剂活性 位,这些都会限制离子液体的选择和使用。基于以上原因,在转移加氢中若使用咪唑类离子 液体,咪唑环上 C2 上的质子 H 需被烷烃基团所取代,否则在反应中将发生去质子化反应,并 会形成碳烯配合物。部分离子液体的转移加氢反应。
2002 年,Berthold[11]在 10% Pd/C 为催化剂,在 [BMIM][PF6]离子液体中,对含有硝基、 烯基、炔基的有机反应底物使用微波加热至 150 oC 进行还原,实验结果显示,本催化体系得
到很高的收率,也体现了高度的选择性。含羰基和氰基的反应底物也可在此催化剂上进行选 择性加氢,催化剂与[BMIM][PF6]不互溶,经甲基叔丁基醚(MTBE)深度萃取离子液体相, 得到纯度很高的产物,催化剂可回收循环使用,但几次后活性有所降低。