無水三氯化鋁與含氮、磷的有機物,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,它的一個顯著特點是AlCl3與有機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,體系便具有超強酸性。此外,由于離子液體對金屬有機、無機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酸性氯鋁酸離子液體,用于2,2,4-三甲基戊烷與CO進行烷基羰基化反應(yīng),產(chǎn)物為酮。在該體系中,由于溶有氣體HCl,使體系具有超強酸性,從而實現(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)

將一些高分子有機物降解為低分子具有重要的現(xiàn)實意義。用無機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酸催化體系對廢舊聚碳酸酯光盤進行降解,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)之所以實現(xiàn),就在于三氯化鋁離子液體與H2SO4構(gòu)成了超強酸催化體系。

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,有報道AlCl3-季胺鹽構(gòu)成的氯鋁酸離子液體可實現(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,使得它在催化反應(yīng)中又不同于只用三氯化鋁時的效果,顯現(xiàn)出獨有的優(yōu)勢。