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碳酸二乙酯(DEC)是乙醇的二碳酸酯,是一种重要的有机合成中间体。在工业合成、合成医药或医药中间体、纤维树脂、纺织印染、电池添加剂等领域有着广泛的应用。离子液体是一种由阴、阳离子构成的液态盐,作为新型催化剂具有绿色环保、无味低毒和热稳定性良好等优点。因此,本文设计并合成了多种碱性离子液体催化剂,首次用于二氧化碳和乙醇直接合成DEC的绿色化学工艺中,提高了产品的收率,研究了反应机理,对该工艺的产业化探索具有重要的研究意义和理论价值。首先,通过碱性离子液体的功能化设计,对氢氧化胆碱(CH)以及甲氧基胆碱(CMe)的阳离子基团进行改进,合成出碱性离子液体氢氧化甲基二羟乙基苄基铵(BzMDH),氢氧化三羟乙基苄基铵(BzTH)和甲氧基甲基二羟乙基苄基铵(Bz MDM)。当采用BzMDM作为合成DEC的催化剂时,DEC的收率最高。通过对反应条件进行优化,表明当BzMDM用量为8.0 g(33.2 mmol),乙醇用量20 ml,反应温度为150℃,反应时间3 h,二氧化碳起始压力为6.0 MPa时,碳酸二乙酯的收率和选择性较佳,分别为1.82%(3.12 mmol)和93.2%。其次,通过对BzMDM的阴离子基团进行改进,合成出碱性离子液体叔戊氧基甲基二羟乙基苄基铵(BzMDTa)和叔丁氧基甲基二羟乙基苄基铵(BzMDT)。结果表明,BzMDTa和BzMDT的催化活性均明显高于BzMDM,但选择性欠佳。当BzMDTa和BzMDT的用量分别为9.0 g,乙醇20 ml,反应温度150℃,反应时间3 h,CO2初始压力为6.0 MPa条件下,DEC的收率分别提高到2.5%(4.30 mmol)和3.12%(5.35 mmol),选择性分别为20.1%和30.3%。此外,BzMDTa和Bz MDT在二氧化碳和甲醇合成碳酸二甲酯(DMC)的反应中也表现出良好的催化活性。此外,本研究还通过红外光谱(FT-IR),核磁共振(1HNMR)和UV-Hammett法等方法对碱性离子液体的结构和性质进行了表征。并对此类离子液体在二氧化碳和乙醇直接合成DEC的反应中的催化机理进行了研究。