双酚A型聚碳酸酯因综合性能优异而广泛应用于航天工业、国防工程、电子器件等高科技领域。传统工艺的聚碳酸酯原料来自石油资源且具有毒性，为缓解能源危机和环境污染，技术革新成为必然趋势。基于可再生资源的单体异山梨醇与碳酸二甲酯（DMC）直接酯交换缩聚合成聚碳酸酯是可替代传统工艺的最具应用前景的绿色路线之一，不仅有利于缓解能源危机和环境污染，还有助于推动生物质高值化。该工艺中最关键的是催化剂开发，因为异山梨醇结构中endo-OH比exo-OH反应活性更低，更加难以活化，而且DMC具有多个活性基团，可发生多种反应（如甲基化反应、酯交换反应等），导致难以筛选合适的催化剂促进其高选择性地参与酯交换反应。针对以上难题，本课题基于离子液体结构的高度可调变性，对催化剂阴离子碱性和阳离子氢键供体能力进行规律性调控，设计出能够对底物特定位点进行活化的离子液体催化剂体系，使得聚合反应顺利进行。围绕离子液体结构的设计、离子液体结构与催化性能关系、离子液体催化反应机理等内容开展了基础研究，为聚碳酸酯绿色合成工艺的高效催化剂研发提供了新思路。本论文主要研究内容及创新性成果如下：（1）异山梨醇与DMC反应的酯交换阶段产物组成对最终聚碳酸酯产品分子量具有重要影响，因此，首先开展了异山梨醇与DMC酯交换反应的研究。通过调控酚基离子液体阴离子苯环上的吸电子取代基，设计合成了一系列不同碱性的三己基十四烷基季鏻酚盐（[P66614][4-R-Phen], R = H, F, Cl, Br, I）离子液体催化剂，经过对阴离子取代基团结构优化，实现高效催化异山梨醇与DMC酯交换反应。结合分析表征、活性评价和密度泛函理论（DFT）计算，获得酚基离子液体阴离子碱性对催化活性的影响规律，在最优催化剂三己基十四烷基季鏻对碘苯酚盐（[P66614][4-I-Phen]）作用下实现了99%的异山梨醇二甲酯（DC）选择性，并揭示了酚氧负离子氢键作用活化异山梨醇羟基、亲核活化DMC和阳离子静电稳定配对离子的协同催化酯交换反应机理。（2）酯交换阶段产物DC是合成高分子量异山梨醇型聚碳酸酯（PIC）的必需预聚体，基于季鏻酚盐离子液体对酯交换产物DC显示较好的选择性，进一步研究了季鏻酚盐离子液体在整个聚合反应中的催化活性，同时，还对酚基离子液体阳离子结构进行调控，设计合成了一系列非质子型和质子型酚基离子液体催化剂，经过对催化剂阴阳离子结构优化，最终实现高效催化该反应。结合实验和DFT模拟计算，获得酚基离子液体阳离子形成氢键能力对催化活性的影响规律，在最佳催化剂1-丁基-3-甲基咪唑对碘苯酚盐（[Bmim][4-I-Phen]）作用下成功合成了重均分子量（Mw）为50300 g/mol的PIC，并揭示了酚盐离子液体阴离子氢键活化底物羟基、阳离子氢键活化底物羰基的协同催化缩聚的反应机理。（3）异山梨醇的endo-OH空间位阻比exo-OH大，离子液体阴离子结构小有利于降低其与两个羟基作用的位阻差异，从而有助于提高催化活性。为此，通过调控阳离子的活泼氢以及烷基侧链链长，设计合成了一系列阴离子结构较小的溴基离子液体用于催化合成PIC，经过对阳离子结构的优化，实现有效降低endo-OH和exo-OH反应活性差异。结合实验、Kamlet-Taft参数和DFT模拟计算，获得溴基离子液体阳离子氢键供体能力对催化活性的影响规律，在最佳催化剂1-乙基-3-甲基咪唑溴盐（[Emim]Br）作用下成功合成了Mw为52100 g/mol的PIC，并揭示了咪唑溴盐离子液体Br负离子氢键活化底物羟基、阳离子C-2氢氢键活化底物羰基的协同催化作用机制。（4）离子液体阴离子结构太大或碱性太弱都不利于其催化活性的提高，为了进一步改善催化活性，阴离子需满足结构较小，同时需兼具适当的碱性。为此，通过调控阳离子烷基侧链链长，设计合成了一系列碱性咪唑乙酸盐离子液体，经过对阳离子结构的优化，实现高效催化聚合反应。结合实验和DFT模拟计算，获得羧基离子液体阳离子氢键供体能力对催化活性的影响规律，在最佳催化剂1-丙基-3-甲基咪唑乙酸盐（[Pmim][OAc]）作用下，成功合成了Mw为57200 g/mol的PIC，并揭示了咪唑乙酸盐离子液体乙酸根阴离子氢键活化底物羟基、阳离子C-2氢氢键活化底物羰基的协同催化作用机制，并为后续催化剂的设计开发奠定了理论基础。