王玉坤(山西農業(yè)大學信息學院，山西 晉中030800)

0 引言

由于離子液體既能在室溫下始終保持良好性能，保證較強溶解性，也能大幅降低有機反應中因揮發(fā)物對環(huán)境帶來的危害，是有機反應中的一類環(huán)境友好型溶劑。由此可見，重視在有機反應中應用離子液體顯得尤為重要。如何正確認知離子液體在有機反應中的具體應用也成為應當率先予以關注的方面[1]。

1 Baylis-Hillman反應

針對水、乙醇、甘油等極性溶劑進行反應時，通常會利用Baylis-Hillman反應來實現(xiàn)。因為，這類極性溶劑反應過程具有明顯的周期長特點，也就是反應速度相對較慢，想要達到最終目的，必須投入大量的催化劑而且回收與重復使用率也并不高。在這種情況下，Baylis-Hillman反應可予以有效解決，例如，當奎寧環(huán)催化劑中擁有離子液體作為必要支載后，此時進行有機催化反應后產生的效果能夠得到大幅提升，即不僅加成產物收率提升至76%以上，但不超過96%，即便將催化劑重復使用特定次數(shù)也不會出現(xiàn)活性降低的情況。也可以利用相同的方法將溶劑乙氰與離子液體相互反應，能夠實現(xiàn)高于傳統(tǒng)乙氰32.6倍的反應速率。至于上述兩種情況的具體原理是由于Baylis-Hillman反應是通過促進內部產生氫遷移的現(xiàn)象，回收率與活性便得到大幅提升?；蛘弑ＷC氫鍵活化也能取得相同的效果。

2 Diels-Alder反應

形成碳環(huán)化合物時，通過利用Diels-Alder反應可顯著提升反應效率，便于更好地為生理性化合物和天然產物的有機合成提供充足便利。具體方法可通過將傳統(tǒng)有機溶劑與已經聚合氯化正丁基吡啶、環(huán)戊二烯等物質的溶劑相互對比，可以明顯知曉后者的反應速度、回收率以及重復利用率都要更具優(yōu)勢?；蛘呃寐?lián)合催化的方式也可知曉對比結果，即聯(lián)合摩爾分數(shù)為0.3%的硅催化劑與離子液體[Bpc]AlCl4,反應后進行對比可知在立體選擇性、重復利用率和反應速率上均得到明顯提高。只是反應速率會受到離子液體的pH值影響，也就是離子液體的酸堿性與反應速度有著最直接的關系，通常情況下酸性離子液體的反應速度最快，堿性離子液體則最慢。對于離子液體經過處理并再利用時依然可以保持良好活性[2]。

3 縮合反應

在合成和進行碳碳鍵反應時，縮合反應是最主要的方法之一，能夠保證有機反應的效率與質量，例如，進行活潑亞甲基化合物與苯甲醛衍生物的反應情況時，離子液體的主要成分為呈無色晶體狀且易潮解的化合物胍，能夠促進丙二腈與甲基苯甲醛相互作用。發(fā)生反應后1 min內產物收率便不低于96.8%，若將離子液體重復利用的次數(shù)不超過6次，回收率仍然能達到96.4%。與此同時，縮合反應也可以用于合成咪唑類化合物中，比如，芳香醛與領苯二胺相互作用便可達到合成咪唑類化合物的目的，但是，為了確保可以加快兩者的反應速率，可利用咪唑類離子液體[Pmin]BF4發(fā)揮催化性強的特性，促進兩者在室溫下能夠快速反應，而且可避免再添加溶劑的問題。即便反應周期達到4～7 h以上，回收率也能保持不低于80%。

4 傅克反應

傅克反應主要分為烷基化反應與?；磻獌煞N，其中烷基化反應主要針對芳烴與烯烴，也就是通過烷基化反應掌握兩者的詳細轉化率。其中傅克烷基化反應是利用特定的離子液體來實現(xiàn)該目標。具體原理是傳統(tǒng)溶劑因其無法發(fā)生反應，只有通過運用Sc(CF3SO3)3、Sc(Otf)3并在疏水性離子液體[emin]SbF6作用下與芳烴、烯烴發(fā)生反應，當中產生1-乙烯轉化率不低于99%，烷基化率都能夠超過93%。酰化反應是利用酸酐和酰鹵等?；瘎﹣泶龠M芳烴、烯烴反應。為了能夠更好地提升?；磻俣?，可通過利用離子液體來達到目的，通常用于酰化反應的離子液體成分以酸性為主，例如[emim]Cl-Al-Al3等。實際上，在利用離子液體進行?；磻獣r，其能夠兼具催化劑與溶劑的作用，提高酰化速率與可選擇性的同時，也能為保證產物回收率提供良好基礎。

5 偶聯(lián)反應

偶聯(lián)反應作為合成二苯類化合物的關鍵方法，也存在著許多短板，導致反應速率、回收率等均難以達到預期效果，比如，利用傳統(tǒng)的偶聯(lián)反應中，主要是利用有機溶劑進行催化，只是整體用量會比較高，導致獲得產物的成本投入會比較高，而且大量的溶劑發(fā)生作用時，也會產生溫度改變，即溫度不斷升高，導致大量的熱能散失，而且溫度升高也會引起有機溶劑結構的變化，降低催化作用，甚至被溶解。若通過運用離子液體可有效彌補上述短板，還能在產物回收率、選擇性方面得到充分保證，例如，離子液體[Emim]BF4與萘硼酸發(fā)生偶聯(lián)反應候，因其中的氯代喹啉能夠保證沒有產生自偶聯(lián)副產物且交叉產物收率則不低于75%。至于反應后的離子液體也能用于萃取乙醚。不同的離子液體在偶聯(lián)反應中均能保證能夠達到預期目標，保證產物收率與重復利用，比如，針對EtOH/H2O相體系進行研究時，可利用新型功能化共聚合離子液體來實現(xiàn)偶聯(lián)反應，主要對象為芳基硼酸、鹵代芳烴。另一方面，偶聯(lián)反應中Heck也是實現(xiàn)目的的主要方法之一，同樣能夠在保證有機反應效率與質量方面取得良好效果，例如，對于鹵代苯環(huán)上R的電子基團屬于何種類型，都不會對Heck的反應結果產生影響，即偶聯(lián)反應后產物收率已然不低于70%。至于離子液體經過萃取與洗滌分離后依舊可進行重復利用。

6 氧化反應

氧化反應主要應用于制備環(huán)氧化物中，利用催化劑促使非對稱的催化檸檬烯產生環(huán)氧化反應。然而，是否能夠發(fā)生環(huán)氧化反應需要關注底物構型與催化劑構型兩個方面，也就是想要保證環(huán)氧化反應的效率與質量，保證產物的立體選擇性，就應當保證二者間具有良好的匹配度，促使構型均為S、R等。還要做好合理運用離子液體[Bmim]BF4，即發(fā)生反應后可利用6℃以下能夠利用水分離反應液的特點助力能夠循環(huán)利用。醇氧化同為有機反應中的重要方法，其多是利用各類含有較強毒性的氧化劑來達到目的，包括MnO2, CrO3等。雖然通過利用這些氧化劑能夠達到醇氧化的目的，但是，造成的環(huán)境污染問題也會不斷加劇。針對此類問題，可通過離子液體予以替代，畢竟其不僅具備良好的溶解性，還具備熱穩(wěn)定、蒸氣壓低等優(yōu)點，即便參與反應后形成的副產物也只有水這類物質，能夠實現(xiàn)提高反應速度與質量的同時，顯著降低對環(huán)境產生的影響。由此可見，相比傳統(tǒng)實現(xiàn)氧化反應的方法，運用離子液體還能在選擇性、產物分離以及回收利用方面具有明顯優(yōu)勢。另一方面，由于離子液體的結構與成分不同，對氧化反應的效果方面也存在著較大差異，以苯乙烯為例，在利用疏水型離子液體時，苯乙酮、苯乙烯二聚體是氧化反應后的重要產物，具體含量視離子液體量與成分決定，產物轉化率、回收率等也極易受到影響。如果利用親水型離子液體，反應物則只有苯乙酮，產物轉化率、回收率以及選擇性方面都能達到最高比例3。

7 其他反應

7.1 還原反應

由于離子液體能夠將催化氫化反應中所需過度金屬絡合物進行溶解，所以，可將其作為重要反應介質之一，便于能夠根呢更好地提升反應效率。具體方法是Pd(acac)2與例離子液體固載于活性炭表面，并賦予特定的壓力與溫度，前者可設置為0.2～3 MPa，后者可將溫度控制在80℃以上，但不超過150℃，在這種環(huán)境下產生的反應中，不同成分的離子液體發(fā)生反應后的產物也各不相同，例如，[A336]PF6的離子液體是以香茅醛為主要反應產物。至于催化劑中含有離子液體的轉化率、初始反應速率等方面也存在較大差異，例如，Pd/ACC的初始反應速率與Pd-[NB4MPy]BF4/ACC相差3倍以上。

7.2 硝化反應

有機化合物分子中引入硝基的過程稱為硝化反應，也能夠通過利用離子液體來提升反應速率，例如，針對DAPT進行硝化反應時，可通過利用[Bmim]PF6離子液體來提高反應效率的同時，也能增強物質的吸收率。然而，傳統(tǒng)的DAPT的硝化反應率在附加超聲波的基礎上也不超過34.5%。相較之下，通過利用離子液體，不僅能夠將反應溫度控制在40℃，而且反應產物收率也升至66.8%以上，還能夠提高物質純度。

7.3 加成反應

加成反應也稱作Michael加成反應，也是形成碳碳鍵的方法。該方法不僅反應時間較短，而且產生的反應物收率也能得到大幅提升。具體原理是腈化物能夠與[Bmim]OH離子液體中的共軛酮等發(fā)生反應，或者利用離子液體促使硫醇與炔酮在較短的時間內發(fā)生作用的同時，也能產生可直接從反應液中分離的二加成產物，反應時長在20 min以內。如果在進行加成反應時，離子液體中的活性亞甲基化合物與不飽和硝基化合物、查爾耳酮產生反應，也能夠在較短的時間內完成反應，而且對反應條件中的溫度要求比較低。

7.4 重排反應

在傳統(tǒng)的重排反應中，對路易斯酸有著較高的需求，而且反應條件也必須處于130℃的環(huán)境中才可實現(xiàn)。如此給有機反應帶來許多限制。若利用離子液體促進反應，能夠有效消除溫度的限制，也能給在保證轉化與回收率的同時，對路易斯酸的依賴，即只需要利用離子液體對特定量的路易斯酸進行催化即可。或者在進行重排反應期間，可采取于超生環(huán)境下反應的方法同樣能夠達到該目的，只是必須做好時間控制，才能保證反應質量。

8 結語

綜上所述，由于離子液體具備較強的穩(wěn)定性、溶解性、可設計性等特征，能夠有效保證有機反應效率與質量的同時，也能減少對環(huán)境的污染，所以，應當提高對離子液體的重視，并針對Baylis-Hillman反應、Diels-Alder反應、縮合反應、傅克反應、偶聯(lián)反應、氧化反應和其他反應等方面進行正確分析，便于對離子液體進行深入研究的同時，也能不斷擴大應用范圍，保障能夠在社會與經濟方面取得良好效益[3]。