环境友好型溶剂中的氯代反应研究(2)
2.2.2.7 乙酰乙酸乙酯的二氯代反应 21
结论• 22
参考文献•• 24
1 前言
1.1 季铵盐作为催化剂的重要作用
1.1.1 季铵盐的性质及用途
四级铵盐又可以称为季铵盐，英文名为quaternary-N，是铵离子中四个氢原子同时被烃基取代而生成的化合物。季铵盐的通式为R4NX，其中四个烃基R可以是相同的，也可以是不同的；X大多是卤素负离子，如F-、Cl-、Br-、I-，也可是酸根，如HSO4-、RCOO-等；当X是OH-时，通常可称为季铵碱。季铵碱属于强碱，与氢氧化钠和氢氧化钾的碱性非常相近。有些天然化合物，如普遍存在于生物体内的胆碱也属于是季铵碱。季铵盐与无机盐的性质相似，易溶于水，且其水溶液能导电。季铵盐的制备主要是通过氨或胺与卤代烷反应来完成的。自然界中存在的季铵盐，很多都具有一定的生物活性，其中有一些季铵盐不仅可用作药物、农药，也可以用做化学反应中的相转移催化剂。
季铵盐在化学工业中是应用的非常广泛的催化剂和相转移催化剂之一。与冠醚相比，季铵盐显著的优势是无毒和价格便宜。一般含16个碳原子的季铵盐可产生比较好的催化效果，如氯化三乙基苄基铵、氯化四正丁基铵等。季铵盐作为催化剂的用量仅为作用物的0.05 mol以下，原因在于季铵盐在有机相和水相中都具有一定的溶解性，它可以使某一负离子从一相（如水相）中转移到另一相（如有机相）中，从而促使反应发生。
季铵盐一直沿着绿色环保、易生物降解、不危害自然环境和人类健康的方向在发展。随着公共意识、环保质量要求的提高，季铵盐不断的满足社会发展的需求，将会成为未来发展的必然方向[1]。
氯化胆碱（Choline Chloride）又名氯化三甲基（2-羟乙基）胺或2-羟乙基-三甲基氯化胆碱，是胆碱的盐酸盐，属于季铵盐的一种，水溶性呈弱酸性，其化学式为[HOCH2CH2N+(CH3)3]Cl-，属文生素B族类药物，也是重要的饲料添加剂。氯化胆碱是动物体内文持生理机能所必需的低分子有机化合物，它参与动物体内的脂肪代谢并与神经的传导有关。
1.1.2 季铵盐在酸性条件下的催化
湖南科技职业学院的吴美芝和李晓如[2]以季铵盐PCTA作为相转移催化剂，在醋酸铵/冰乙酸存在下，通过Henry反应，使对氯苯甲醛与硝基甲烷发生缩合反应，合成β一硝基对氯苯乙烯。该研究考察了催化剂用量、不同催化剂催化反应活性、反应物料比、反应时间、反应温度等对该反应的影响。研究表明，当以季铵盐PTCA为相转移催化剂，反应物料比为对氯苯甲醛：硝基甲烷：PTCA=1：1.8：0.04，反应温度为78 ℃，反应时间为2 h，且在弱酸性条件下进行反应时，产率达最大值，为74.25%。研究结果表明，季铵盐PTCA是一种优良的相转移催化剂。
图1.1 对氯苯甲醛与硝基甲烷反应生成β一硝基对氯苯乙烯
贵州师范大学理学院的陈治明、李霞和余大坤[3]研究了乙酸、乙醇在具有Lewis酸性的离子液体体系中的酯化反应。首先，用原位合成法制备离子液体催化体系，即以氯化1-甲基-3-乙基咪唑（MEIC），氯化1-甲基-3-丁基咪唑(MBIC) ，氯化1-丁基吡啶(BPC)及盐酸三甲胺季铵盐(TMHC)分别与AlCl3进行原位合成。然后，在此催化体系中，令乙酸与乙醇发生酯化反应合成乙酸乙酯。研究结果表明：以上4种离子液体均具备很高的催化活性，可在较短的时间内使反应转化率达到92%。其中在TMHC- AlCl3离子液体体系中，酯化反应转化率可高达95%。与H2SO4或者固体超强酸相比，离子液体体系的催化活性显著提高；产物乙酸乙酯不溶于离子液体，易于分离；离子液体催化剂可重复使用。
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