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铑催化的高碳烯烃氢甲酰化反应是制备高碳醛的理想方法,在精细化学品合成中占有重要地位。高碳烯烃氢甲酰化反应存在的关键问题之一是研究创建高效和长寿命的催化体系。基于ionic tag"的概念,本课题将赖氨酸分子组装到三苯基膦的分子骨架中,创制出一类新型的膦配体一赖氨酸型两性膦配体,并基于此构建了一种“均相催化-固载分离”催化体系。在该体系下,氢甲酰化反应在离子液体/甲醇体系中高效进行,催化体系可连续循环17次,催化活性和选择性没有明显下降,铑流失为0.3-0.4%。体系中二甲基缩醛的形成是保障催化体系高效和长寿命的关键因素。醛的缩醛化是保护醛基及制备精细化学品的重要反应之一。基于绿色化学原子经济性和低能耗原则,从烯烃出发一锅法高选择性制备缩醛具有重要的意义。铑催化烯烃氢甲酰化-缩醛化一锅法制备缩醛的关键问题是构建高效和长寿命的催化体系。本课题应用氨基酸型两性膦配体与铑原位制备Bronsted酸/铑双功能催化剂,在此基础上构建由酸/铑双功能催化剂、离子液体和醇组成的均相(A)或两相(B)催化体系。研究发现,该催化体系能够有效固载酸/铑双功能催化剂,分别在连续12次(A)和17次(B)催化循环中保持高催化活性和选择性,铑流失仅为0.03-0.1%。高缩醛选择性主要得益于Bronsted酸性位与铑催化中心的协同作用。尽管基于‘’ionic tag"的概念设计合成新型膦配体是构建高效氢甲酰化体系的有效手段,但设计合成能够有效稳定铑催化剂的新型功能离子液体并以此构建高效和长寿命的催化体系则更具经济性和可行性。本课题将聚醚链组装到烷基胍的分子骨架中,创制出一类具有室温可凝固特性且不含卤素的绿色功能离子液体：聚醚胍盐离子液体(PGILs),并针对传统均相催化体系中铑催化剂分离难和两相体系下传质慢、铑催化剂失活快的关键不足,创建出一类新型的“均相催化-两相分离”催化体系。在该体系下1-辛烯的氢甲酰化反应达到47次催化循环的超长使用寿命和极低的铑流失(0.03-0.08%),累计转化数(TON)达到4万以上,这是目前离子液体条件下高碳烯烃氢甲酰化反应在催化剂循环再生方面取得的最好结果。