一種噻唑胺基酸鹽型離子液體及其製備方法
2023-05-18 03:58:56 1
專利名稱：一種噻唑胺基酸鹽型離子液體及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種化工產品及其製備技術，具體為一種噻唑胺基酸鹽型離子液體及其製備方法。
背景技術：
在對環境保護和資源的可持續利用備受關注的今天，綠色化學是化學發展的必然趨勢，是21世紀化學發展的重要方向之一。傳統的化學反應和分離過程由於使用大量易揮發的有機溶劑，對環境造成嚴重汙染，綠色化學便是針對汙染的來源與特性通過設計新路線、尋找綠色替代化合物與原材料、選擇高效催化劑等方法從源頭上防止汙染的發生。開發揮發性溶劑的替代介質，減少環境汙染，是綠色化學的重要內容。而離子液體(英文為 ionic liquid，簡寫為IL)是在室溫或近於室溫下呈液態的由離子構成的物質，又稱室溫熔融鹽。離子液體以其良好的導電性、寬的電化學窗口、可以忽略的蒸汽壓、可調節的酸鹼性以及對有機物、無機物和高聚物良好的溶解性等特點已經或正在電化學、有機合成、催化、 分離等領域被廣泛應用，並因其對環境友好等優點成為傳統有機溶劑的理想替代品，開展離子液體相關方面的研究工作符合綠色化學發展的需要，是近年來世界各國研究者共同關注的熱點。室溫下離子液體的各種性能取決於陰、陽離子的結構。原則上，可以根據要求設計室溫離子液體，通過改變陽離子上的取代基以及陰離子的種類，能夠得到許多種室溫離子液體，因此室溫離子液體的品種眾多。胺基酸型離子液體具有較強的形成氫鍵的能力，能夠溶解DNA、纖維素和其他碳水化合物，可以作為手性溶劑和新型功能材料，在生命科學研究和醫藥工業中將會有廣泛的用途。由於其具有很好的生物相容性，胺基酸型離子液體是新一代對環境更加友好和更加綠色的離子液體。Fukumoto等在J. AM. CHEM. S0C. (2005,127,2398-2399)報導了咪唑胺基酸鹽型離子液體的合成，以及一系列離子液體的物理化學性質。關偉等在Journal of Solution Chemistry (2009，38，1463-1469)報導了咪唑胺基酸鹽離子液體的熱力學性質。 目前關於咪唑胺基酸鹽離子液體的基礎研究正在逐步興起，但是還沒有噻唑胺基酸鹽離子液體的報導。為豐富胺基酸離子液體的種類，擴展胺基酸離子液體的基礎研究，我們還需要做大量的工作。由於噻唑胺基酸鹽型離子液體具有環保性、多樣性、強溶解性和生物相容性等多種優點，在藥物化學、有機化學和工業化學中具有廣泛的應用前景。
發明內容
針對現有技術的基礎研究比較缺乏，所得產品生物相容性較差，本發明所要解決的技術問題是，提供一種新型噻唑胺基酸鹽型離子液體及其製備方法。該類型離子液體具有成本低，不揮發，熱穩定性好，易於實際應用等特點。該製備方法具有操作簡單，產品收率高，便於工業化實施等特點。本發明解決所述離子液體技術問題的技術方案是，設計一種噻唑胺基酸鹽型離子液體，該離子液體具有以下結構通式A+B_，
其中，A+具有如下結構通式
權利要求
1. 一種噻唑胺基酸鹽型離子液體，該離子液體具有以下結構通式A+B_，其中，A+具有如下結構通式
2.按照權利要求1所述的噻唑非胺基酸鹽型離子液體，其特徵在於所述的I^、I 2、R3為 Cl C4烷基、直鏈或支鏈烷基、丙烯基、苯甲基或羥乙基；按照權利要求1所述的噻唑氫氧化型離子液體，其特徵在於所述的R1A2A3為Cl C4烷基、直鏈或支鏈烷基、丙烯基、苯甲基或羥乙基；按照權利要求1所述的噻唑胺基酸鹽型離子液體，其特徵在於所述的RpI^R3 為Cl C4烷基、直鏈或支鏈烷基、丙烯基、苯甲基或羥乙基。
3.按照權利要求1所述的噻唑非胺基酸鹽型離子液體，其特徵在於所述的B—選自以下陰離子的一種氯離子、溴離子、碘離子、醋酸根離子、硫酸根離子、亞硫酸根離子、硝酸根離子、四氟硼酸根離子、硫氰酸根離子、六氟磷酸根離子、對甲苯磺酸根離子或三氟甲磺酸根離子；按照權利要求1所述的噻唑氫氧化型離子液體，其特徵在於所述的B—為氫氧根離子； 按照權利要求1所述的噻唑胺基酸鹽型離子液體，其特徵在於所述的B—選自胺基酸陰離子中的一種；按照權利要求1所述的噻唑胺基酸鹽型離子液體，其特徵在於所述的胺基酸陰離子選自甘氨酸陰離子、D-丙氨酸陰離子、L-丙氨酸陰離子、DL-丙氨酸陰離子、D-纈氨酸陰離子、L-纈氨酸陰離子、DL-纈氨酸陰離子、D-亮氨酸陰離子、L-亮氨酸陰離子、DL-亮氨酸陰離子、D-異亮氨酸陰離子、L-異亮氨酸陰離子、DL-異亮氨酸陰離子、D-苯丙氨酸陰離子、L-苯丙氨酸陰離子、DL-苯丙氨酸陰離子、D-半胱氨酸陰離子、L-半胱氨酸陰離子、 DL-半胱氨酸陰離子、D-胱氨酸陰離子、L-胱氨酸陰離子、DL-胱氨酸陰離子、D-蘇氨酸陰離子、L-蘇氨酸陰離子、DL-蘇氨酸陰離子、D-穀氨酸陰離子、L-穀氨酸陰離子、DL-穀氨酸陰離子、D-谷醯胺陰離子、L-谷醯胺陰離子、DL-谷醯胺陰離子、D-天冬氨酸陰離子、L-天冬氨酸陰離子、DL-天冬氨酸陰離子、D-天冬醯胺陰離子、L-天冬醯胺陰離子、DL-天冬醯胺陰離子、D-蛋氨酸陰離子、L-蛋氨酸陰離子、DL-蛋氨酸陰離子、D-絲氨酸陰離子、L-絲氨酸陰離子、DL-絲氨酸陰離子、D-脯氨酸陰離子、L-脯氨酸陰離子、DL-脯氨酸陰離子、 D-酪氨酸陰離子、L-酪氨酸陰離子、DL-酪氨酸陰離子、D-色氨酸陰離子、L-色氨酸陰離子、DL-色氨酸陰離子、D-賴氨酸陰離子、L-賴氨酸陰離子、DL-賴氨酸陰離子、D-精氨酸陰離子、L-精氨酸陰離子、DL-精氨酸陰離子、D-組氨酸陰離子、L-組氨酸陰離子、DL-組氨酸陰離子、D-鳥氨酸陰離子、L-鳥氨酸陰離子、DL-鳥氨酸陰離子、β -丙氨酸陰離子、2-氨基丁酸陰離子、3-氨基丁酸陰離子、4-氨基丁酸陰離子、2-氨基異丁酸陰離子、3-氨基異丁酸陰離子、2-氨基戊酸陰離子、2-氨基己酸陰離子、6-氨基己酸陰離子、α -氨基苯丙酸陰離子、S- β -氨基苯丙酸陰離子、3-氨基苯丙酸陰離子。
4.根據權利要求1-3中所述的噻唑胺基酸鹽型離子液體的製備工藝為製備噻唑非胺基酸鹽型離子液體；通過陰離子交換反應將噻唑非胺基酸鹽型離子液體轉換為噻唑氫氧化型離子液體；通過胺基酸和噻唑氫氧化型離子液體之間的中和反應製備噻唑胺基酸鹽型離子液體。
5.根據權利要求4中所述的噻唑非胺基酸鹽型離子液體的製備工藝為將4-甲基噻唑和4-甲基-5-(2-羥乙基)噻唑分別與1-氯丁烷、1-溴丁烷、2-氯乙醇、2-溴乙醇、烯丙基氯、烯丙基溴按1 1 2 1的摩爾比相混合，在所得的12種混合溶液中分別加入 20 40ml乙腈作為溶劑，加熱攪拌均勻，保持溫度40 90°C，反應2 50小時後，蒸乾溶劑得到所述的8種噻唑非胺基酸鹽型離子液體。
6.根據權利要求4中所述的噻唑氫氧化型離子液體的製備工藝為將3-丁基-4-甲基-5-(2-羥乙基)噻唑鹽酸鹽、3-丁基-4-甲基噻唑鹽酸鹽、3-羥乙基-4-甲基噻唑鹽酸鹽和3-乙烯基-4-甲基噻唑鹽酸鹽分別與純水按1 1 10 1的質量比相混合，把所得的4種混合溶液分別自上而下流過陰離子交換柱，滴加結束後用純水洗滌，收集洗滌液提純獲得4種噻唑氫氧化型離子液體，至檢測到洗滌液中性為止。
7.根據權利要求4中所述的噻唑胺基酸鹽型離子液體的製備工藝為將4種噻唑氫氧化型離子液體與甘氨酸按1 1 2 1的摩爾比相混合，於冰水浴中攪拌2 對小時後， 將所得的4種混合溶液在20 80°C下真空旋蒸除去水分，在20 80°C下真空乾燥M 48小時後，分別加入20 40ml的乙腈作為溶劑除去未反應的噻唑氫氧化型離子液體，通過旋轉蒸發和真空乾燥除去殘留的乙腈，獲得4種噻唑胺基酸鹽型離子液體。
8.按照權利要求1-7任一項所述的噻唑非胺基酸鹽型離子液體，其特徵在於所述的噻唑非胺基酸鹽型離子液體為3-丁基-4-甲基-5-(2-羥乙基)噻唑鹽酸鹽，3-丁基-4-甲基噻唑鹽酸鹽，3-羥乙基-4-甲基噻唑鹽酸鹽，3-乙烯基-4-甲基噻唑鹽酸鹽，3-丁基-4-甲基-5-(2-羥乙基)噻唑溴酸鹽，3-丁基-4-甲基噻唑溴酸鹽，3-羥乙基-4-甲基噻唑溴酸鹽，3-乙烯基-4-甲基噻唑溴酸鹽8個品種；(1)所述3- 丁基-4-甲基-5-(2-羥乙基)噻唑鹽酸鹽的結構式為
9.按照權利要求1-7任一項所述的噻唑氫氧化型離子液體，其特徵在於所述的噻唑氫氧化型離子液體為3-丁基-4-甲基-5-(2-羥乙基)噻唑氫氧化型離子液體，3-丁基-4-甲基噻唑氫氧化型離子液體，3-羥乙基-4-甲基噻唑氫氧化型離子液體，3-乙烯基-4-甲基噻唑氫氧化型離子液體4個品種；(1)所述3-丁基-4-甲基-5-(2-羥乙基)噻唑氫氧化型離子液體的結構式為 S . .OH
10.按照權利要求1-7任一項所述的噻唑胺基酸鹽型離子液體，其特徵在於所述的噻唑胺基酸鹽型離子液體為3-丁基-4-甲基-5-(2-羥乙基)噻唑甘氨酸鹽型離子液體， 3-丁基-4-甲基噻唑甘氨酸鹽型離子液體，3-羥乙基-4-甲基噻唑甘氨酸鹽型離子液體， 3-乙烯基-4-甲基噻唑甘氨酸鹽型離子液體4個品種；(1)所述3-丁基-4-甲基-5-(2-羥乙基)噻唑甘氨酸鹽型離子液體的結構式為
全文摘要
本發明涉及一種噻唑胺基酸鹽型離子液體及其製備方法。該離子液體具有以下結構通式A+B-，其中，所述的A+具有含R1、R2、R3結構通式，通式中R1、R2、R3符合以下規則a)至少含有1個碳原子；b)不多於20個碳原子；所述的B-選自胺基酸陰離子中的一種，製備方法為製備噻唑非胺基酸鹽型離子液體；通過陰離子交換反應將噻唑非胺基酸鹽型離子液體轉換為噻唑氫氧化型離子液體；通過胺基酸和噻唑氫氧化型離子液體之間的中和反應製備噻唑胺基酸鹽型離子液體。由於其具有環保性、多樣性、強溶解性和生物相容性等多種優點，噻唑胺基酸鹽型離子液體是新一代對環境更加友好和更加綠色的離子液體，在藥物化學、有機化學和工業化學中具有廣泛的應用前景。
文檔編號C07D277/24GK102153523SQ201110043890
公開日2011年8月17日 申請日期2011年2月24日 優先權日2011年2月24日
發明者宋俊, 楊芳, 王清凱, 程博聞, 臧洪俊 申請人:天津工業大學