面对日益严峻的环境形势,化工产品的清洁化生产具有重要的现实意义。芳烃F-C苄基化产物二芳基甲烷及其衍生物是十分具有商业意义的精细化学品,在医药、染料、香料等行业中有广泛应用,但是工业催化制备方法存在污染腐蚀等问题。本文以实现清洁芳烃F-C苄基化为目标,参考酸功能化离子液体的设计思路（1）将磺酸化的有机阳离子MIMPS+、PYPS+、TEAPS+和具有Lewis酸性的金属阳离子Ga3+、Hf4+共同作为磷钨酸根的抗衡离子,构建出一种新型的,具有类离子液体结构特征的Br?nsted-Lewis双酸型催化材料。采用FT-IR、Py-IR、XRD、TG-DTG、BET、ICP等技术对杂多类离子液体的结构、酸性质及热稳定性进行了表征。以其催化对二甲苯与苯甲醇的F-C苄基化反应,在优化反应条件下(催化剂Hf0.50[TEAPS]PW12O40用量0.10 g,苯甲醇用量0.01 mol,对二甲苯与苯甲醇摩尔比n（对二甲苯）:n（苯甲醇）=12,反应温度140℃,反应时间2 h),苯甲醇转化率为100%,单F-C苄基化选择性为92.4%。催化剂Hf0.50[TEAPS]PW12O40在5次循环使用后仍具有良好的催化性能。同时将催化剂用于不同芳烃底物F-C苄基化反应,均取得了较好催化效果。（2）将具有不同Br?nsted酸强度的氢键供体TfOH、CH3SO3H等与氢键受体氯化胆碱（ChCl）、四甲基氯化铵（TMAC）等结合,制备出具有Br?nsted酸性的低温共熔体。其中TfOH是一种水稳定的强Br?nsted酸,以其制备的低温共熔体兼具耐水性和强酸性。以FT-IR、1H NMR、TG-DTG等技术对低温共熔体的结构、酸性质及热稳定性进行了表征,并测试了其常规物理参数。催化对二甲苯与苯甲醇的F-C苄基化反应,在优化反应条件下（催化剂[ChCl][TfOH]2用量0.10 g,苯甲醇用量0.01 mol,对二甲苯与苯甲醇摩尔比n（对二甲苯）:n（苯甲醇）=15,反应温度140℃,反应时间1 h）,苯甲醇转化率为100%,单F-C苄基化选择性为91.5%,且催化剂[ChCl][TfOH]2在该体系中具有反应控制相分离特征,在6次循环使用后仍具有良好的催化性能。（3）将具有Lewis酸性的金属氯化物InCl3、SnCl2等与氢键受体氯化胆碱（ChCl）、乙酰胺（ACA）结合,制备出具有Lewis酸性的低温共熔体。其中InCl3是一种水稳定的强Lewis酸,以其制备的低温共熔体兼具耐水性和强酸性。采用FT-IR、乙腈红外、TG-DTG等技术对该Lewis酸低温共熔体的结构、酸性质及热稳定性进行了表征,测试了其溶解度数据。以苯甲醚与苯甲醇的F-C苄基化为模板反应,在优化反应条件下(催化剂[ACA][InCl3]1.4用量0.37 g,苯甲醇用量0.01mol,苯甲醚与苯甲醇摩尔比n（苯甲醚）:n（苯甲醇）=15,反应温度140℃,反应时间6 h),苯甲醇转化率为99.3%,单F-C苄基化选择性为95.2%。该催化剂的热稳定性是循环使用性能的限制因素。本文成功合成了三种类型的类离子液体催化剂,用于催化芳烃与苯甲醇的F-C苄基化反应中,催化过程清洁,催化及分离性能良好,为实现F-C苄基化的清洁化提供了高效绿色新途径。
