無水三氯化鋁與含氮、磷的有機(jī)物,如鹵化1-烷基吡啶或鹵代1-甲基-3-烷基咪唑季胺鹽可結(jié)合形成氯鋁酸室溫離子液體,它的一個(gè)顯著特點(diǎn)是AlCl3與有機(jī)鹽的量可以在很大的范圍內(nèi)調(diào)節(jié),使離子液體可以呈Lewis酸性、Lewis堿性或Lewis中性,這有利于調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的酸度,當(dāng)Lewis酸性的氯鋁酸室溫離子液體中溶有HCl,在常溫常壓下,體系便具有超強(qiáng)酸性。此外,由于離子液體對金屬有機(jī)、無機(jī)化合物有很好的溶解性,使反應(yīng)在均相體系中完成,因而對反應(yīng)有高的催化速度和選擇性。且產(chǎn)物可通過靜置實(shí)現(xiàn)分離或蒸餾出來,而留在離子液體中的催化劑可以反復(fù)使用,顯示出其廣闊的應(yīng)用前景。

1、在AlCl3-吡啶類季胺鹽、AlCl3-氯化咪唑類季胺鹽離子液體催化體系下的加成反應(yīng)、氧化反應(yīng)

AlCl3與1-烷基吡啶和1-甲基-3-烷基咪唑組成的室溫離子液體催化體系,可用于催化甲醇與醛、酮進(jìn)行縮合反應(yīng)。例如甲醇在AlCl3-MBIC離子液與醛、酮縮合反應(yīng)生成相應(yīng)的縮醛、縮酮。AlCl3與氯化1-甲基-3-丁基咪唑、1-甲基-3-乙基咪唑、1-丁基吡啶組成的超強(qiáng)酸性氯鋁酸離子液體,用于2,2,4-三甲基戊烷與CO進(jìn)行烷基羰基化反應(yīng),產(chǎn)物為酮。在該體系中,由于溶有氣體HCl,使體系具有超強(qiáng)酸性,從而實(shí)現(xiàn)該氧化反應(yīng)。

2、在AlCl3-BMIM-H2SO4離子液體催化體下的降解反應(yīng)

將一些高分子有機(jī)物降解為低分子具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。用無機(jī)酸的三氯化鋁離子液體處理油酸、硬酯酸和聚苯乙烯等大分子,可得到有用的低分子降解產(chǎn)物;用三氯化鋁離子液體和無機(jī)酸催化體系對廢舊聚碳酸酯光盤進(jìn)行降解,其降解的主要產(chǎn)物為碳酸二苯酯,收率為63%。該降解反應(yīng)之所以實(shí)現(xiàn),就在于三氯化鋁離子液體與H2SO4構(gòu)成了超強(qiáng)酸催化體系。

3、在AlCl3-EMIM季胺鹽等構(gòu)成的離子液體催化體系下的取代反應(yīng)

AlCl3與氯化1-乙基-3-甲基咪唑季胺鹽構(gòu)成的離子液體催化體系也可用于Friedel-Crafts?；磻?yīng),例如乙酰氯與苯在該離子液體中反應(yīng)生成乙酰苯酮,其速率依賴離子液體的酸性,即三氯化鋁的含量。現(xiàn)在用AlCl3-季胺鹽構(gòu)成的離子液體替代AlCl3催化技術(shù)正在興起。據(jù)報(bào)道,BP化學(xué)公司正在研究乙烯與苯在AlCl3-季胺鹽酸性離子液體中生成苯乙烯的合成工藝,目標(biāo)是>95%的轉(zhuǎn)化率和>90%的選擇性。

此外,有報(bào)道AlCl3-季胺鹽構(gòu)成的氯鋁酸離子液體可實(shí)現(xiàn)烯烴的聚合。

一般說來,用三氯化鋁催化的反應(yīng),大多數(shù)可以用三氯化鋁離子液體催化體系,但由于三氯化鋁離子液體催化體系具有酸堿性的可調(diào)節(jié)性和溶劑的溶解性,且可重復(fù)使用等特點(diǎn),使得它在催化反應(yīng)中又不同于只用三氯化鋁時(shí)的效果,顯現(xiàn)出獨(dú)有的優(yōu)勢。