離子液體獨特的催化性能：無金屬條件下氫鍵催化醇氧化酯化生成酯

劉志敏

中國科學院化學研究所，北京 100190

(a) [EMIM]OAc催化醇自酯化成酯；(b) [EMIM]OAc催化醇交叉酯化成酯；(c) 反應機理。

酯化反應是化學工業中最重要的化學反應之一。傳統工業生產中，酯化反應通常以醇和酸及其衍生物作為原料。然而，酸及其衍生物通常具有高腐蝕性。此外，在反應過程中，酯化反應會產生大量的副產物。使得大規模工業生產需要復雜的后處理過程1。事實上，醇可以從可再生資源中獲得。近年來，醇直接氧化酯化生成酯的反應引起廣泛關注2。基于經濟和環境等方面的考慮，對于醇直接氧化酯化成酯的反應，發展以氧氣為氧化劑、無金屬、無其他添加劑的綠色催化體系 具有重要的意義3。

近日，中國科學院化學研究所韓布興研究員課題組首次報道了一種多功能無金屬催化氧化體系，以1-乙基-3-甲基咪唑醋酸鹽([EMIM] OAc)離子液體作為溶劑和催化劑，使用環境友好的氧氣作為氧化劑，在較低溫度(80-110 °C)和無添加劑的條件下，實現了烷基醇和芳香醇直接高選擇性轉化為多種自酯化和交叉酯化產物。作者研究了反應過程中離子液體與底物之間的相互作用。實驗證明，堿性離子液體([EMIM] OAc)的陰陽離子通過分子間氫鍵作用，可顯著活化底物中的醇羥基，其協同效應使得活化的羥基可在溫和條件下氧化。同時，[EMIM] OAc離子液體又可以作為卡賓供體，誘導酯化反應進行4。該反應機理充分體現了[EMIM] OAc離子液體的多功能催化作用。

該研究工作近期已在Science Advances上在線發表5。該研究實現了無金屬條件下氫鍵催化醇氧化酯化生成酯的反應，并擴大了離子液體的應用范圍。