1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

文 献 综 述

1.1 碱性离子液体与固载催化剂

离子液体通常是指在低于 100 ℃的温度下，完全由有机阳离子和有机或无机阴离子组成的有机液体盐[1]离子液体作为一种新型的环境友好催化剂，已在很多酸催化反应中表现出优异的性能，但反应在均相系统中进行，导致产物与离子液体很难分离且存在离子液体用量大等不足。为解决这些难题，Mehnert等通过自由基聚合的方式将离子液体接枝到载体上，制备了一系列非均相固载离子液体催化剂，并成功应用于酸催化反应中，但研究制备条件变化对固载酸性离子液体催化性能的影响较少[2]。目前，固载碱性离子催化剂又成为人们研究的热点，因其具有环保无污染等特点。

聚合物作为固载催化剂载体的研究在过去的20 多年中已经得到了很大的重视并取得了长足的进展[3]。聚合物固载的催化剂是由具有催化活性的官能团、试剂、金属及金属络合物等连接到聚合物载体上而得到的。具有以下优点：催化反应易控制、反应条件温和、操作简便、催化速度快、选择性高、可回收并循环利用,反应产物易于纯化,可减少对环境的污染和对设备的腐蚀。因此具有广阔的应用前景[4]。

1.2 常见的固载催化剂分类

常见的催化剂载体聚合物主要有交联型、线型和树型聚合物。下面就几类常见的聚合物固载催化剂的研究进行简单评述。

1.2.1 离子交换树脂催化剂

离子交换树脂是指具有离子交换性能的功能高分子。它是最早出现的聚合物固载催化剂之一，阳离子交换树脂可代替有腐蚀性的硫酸和盐酸催化酯化、缩酮、缩醛、醇脱水等反应；阴离子交换树脂可催化羟醛缩合、脱卤化氢等反应。德国的Erdol-Chemic 公司[5]用阳离子交换树脂催化剂生产甲基叔丁基醚和其他的高级醚类。反应条件温和，催化剂使用寿命可达5年。Faulkner等[6]将阴离子交换树脂催化剂用于有机合成反应，并在亲核取代、加成、消去等反应中研究了树脂的交联度、孔结构、比表面、粒度等因素对催化速度的影响。

1.2.2 聚合物固载的相转移催化剂

利用聚合物固载的相转移催化反应只需通过简单的过滤就可将反应物料和催化剂进行分离，催化剂可回收再使用，大大简化了相转移催化反应的后处理工序，减少了对环境的污染，降低了生产成本。

1.2.3聚合物固载的酸催化剂

目前聚合物固载酸催化剂主要有吡啶盐、聚异丙基丙烯酰胺、二氰基乙烯酮缩醛等。聚合物固载的吡啶盐对醚化反应和醛、酮与乙二醇的缩合反应是一种较好的催化剂[7]。

1.2.4聚合物固载的碱催化剂

聚合物固载碱催化剂主要以4-二甲基氨基吡啶（DMAP)为主[8]。聚胺类聚合物固载的DMAP催化剂对硝基苯酯水解的反应活性比小分子的DMAP 的要高。以交联聚苯乙烯为载体通过甲胺化反应固载DMAP，能有效地催化脂肪酸甲酯化的反应，催化剂能方便的回收,并重复使用3次催化活性都不降低。

1.3 碱性离子液体的应用

目前, 有关离子液体研究报道大多集中在中性离子液体和酸性离子液体，而碱性离子液体的应用报道相对较少。在一些碱催化的有机合成反应中，使用碱性离子液体作催化剂或反应介质比在离子液体介质中加入无机碱或有机碱作催化剂的催化活性高，选择性好、碱性离子液体可循环利用等优势[9]。

1.3.1 医药领域

1982年第届国际运动生物化学会议上将疲劳定义为”机体生理过程不能持续其机能在一特定水平和（或）各器官不能维持预定的运动强度”。大量研究发现，肌肉或血液中有些酸性物质随疲劳程度的增加而增加，机体对乳酸的消除能力和耐受能力是影响运动能力的主要因素，糖酵解代谢产生乳酸所解离出来的氢离子若能及时得到清除，则有助于机体保持较高的运动效率，延缓疲劳的产生[10]。

1.3.2 分离和分析领域

作为一类碱, 用于吸附酸性物质， 有望用于分离分析等领域[11]。碱催化的有机合成反应中，使用碱性离子液体作催化剂或反应介质比在离子液体介质中加入无机碱或有机碱作催化剂的催化活性高、选择性好、碱性离子液体可循环利用等优点。

1.3.3 石油化工领域

目前，制备生物柴油的主要方法是酯交换法[12]，而其制备的技术关键在于催化剂的选择。碱性离子催化剂具有绿色环保、易与柴油分离、可循环利用的特点。是人们理想的催化剂。

1.4 固体碱及其在催化领域中的应用

固体碱催化剂的性质与其表面碱位的数量和强度相关,但其表面碱位的数量和强度并不完全决定其性质。一般而言,碱金属和碱土金属催化剂的催化活性及比表面积随碱金属和碱土金属的原子序数的增加而减小,而碱强度的顺序则与之相反。固体碱有类似于碱催化剂的活性。但他们敏感的活动位点的分子会被如CO2和H20以及植物油中的脂肪（游离脂肪酸）之类的分子使其中毒，这仍然是个难题.在增强活性的甘油三酯与甲醇的酯交换反应中超疏水性是一个特别有用的催化剂属性[13]。利用超疏水和多孔的固体碱催化剂是环境友好催化工艺的一条重要途径。

固体碱催化剂大致可分为以下六类[14]：

表1固体碱催化剂的分类

1.4 本课题研究的内容及意义

生物柴油可作为石油燃料的替代品，具有可再生、易生物降解、无毒、含硫量低和废气中有害物质排放量小等优点，属环境友好型燃料。以植物油、动物油、废食用油等为原料与醇进行酯交换反应。产品即为生物柴油副产品为甘油[15]。传统的制取生物柴油的方法是酯交换法，催化剂为液体酸，但它们对环境有害，有很强的腐蚀性。而固体碱代替液体酸催化的方法页逐渐成为人们研究的热点。具有很好的前景。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

2.1 实验计划

1、 以1-乙烯基咪唑与溴乙酸为原料，甲苯为溶剂的条件下进行反应，得到离子液体1-乙烯基-3-乙酸基咪唑溴化物（via-hbr）。

2、 以二乙烯基苯（dvb）、1-乙烯基咪唑和上述的1-乙烯基-3-乙酸基咪唑溴化物（via-hbr）为原料，四氢呋喃为溶剂的条件下，通过控制dvb和1-乙烯基咪唑以及via-hbr的摩尔比，共聚得到聚合产物。