一種基于聚離子液體磁性納米粒子、制備方法及其在三組分反應(yīng)中的應(yīng)用
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于聚離子液體磁性納米粒子、制備方法及其在三組分反應(yīng)中的應(yīng)用。本發(fā)明的技術(shù)方案要點(diǎn)為：首先通過RAFT活性聚合對離子液體單體進(jìn)行均聚得到含有雙硫酯基團(tuán)的聚離子液體再將其與磁性納米粒子RAFT偶合得到基于聚離子液體磁性納米粒子，其結(jié)構(gòu)如下：本發(fā)明還具體公開了該基于聚離子液體磁性納米粒子的制備方法及其在三組分反應(yīng)中的應(yīng)用。本發(fā)明通過研究基于聚離子液體磁性納米粒子在三組分反應(yīng)的催化作用，成功制備得到了藥物中間體，并顯示出很高的催化活性，簡化了合成步驟，降低了生產(chǎn)成本，提高了原子利用率，實(shí)現(xiàn)了最大化的綠色合成。
【專利說明】
-種基于聚離子液體磁性納米粒子、制備方法及其在Ξ組分 反應(yīng)中的應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于聚離子液體催化Ξ組分反應(yīng)技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種基于聚離子液體 磁性納米粒子制備方法及其在Ξ組分反應(yīng)中的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 21世紀(jì)是綠色化學(xué)的時代，越來越多的化學(xué)家致力于綠色合成，所謂綠色，就是從 最少成本、最大收率著手，盡量選擇沒有毒害的反應(yīng)物、試劑或催化劑，W達(dá)到對環(huán)境友好 的目的?；谶\(yùn)個理念，我們考慮從反應(yīng)溶劑出發(fā)，選擇對環(huán)境友好的綠色溶劑(如水或乙 醇)作為反應(yīng)溶劑。然而，由于許多有機(jī)化合物不溶于運(yùn)些綠色溶劑和活性中間體，造成催 化過程中是非均相的，所W發(fā)展綠色溶劑仍存在許多問題。
[0003] 離子液體是在室溫或者室溫附近呈液體狀態(tài)的烙融鹽，它完全由有機(jī)陽離子和無 機(jī)或有機(jī)陰離子構(gòu)成。而聚離子液體能在反應(yīng)過程中發(fā)揮相轉(zhuǎn)移催化劑的作用，作為溶劑 的很多性能優(yōu)于普通有機(jī)溶劑，其性質(zhì)的優(yōu)化可通過改變組成離子液體的陰陽離子組合來 實(shí)現(xiàn)，而且聚離子液體本身具有堿性，可W作為催化劑催化有機(jī)合成反應(yīng)。但是聚離子液體 由于回收復(fù)雜，成本高等問題，所W-直難W實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。多組分反應(yīng)，即指Ξ個或Ξ個W 上的起始原料進(jìn)入反應(yīng)，在終產(chǎn)物結(jié)構(gòu)中含有所有原料的片段的合成方法。多組分反應(yīng)可 W實(shí)現(xiàn)快速大量地合成具有結(jié)構(gòu)多樣性和復(fù)雜性的化合物和建立相應(yīng)的化合物庫，因而引 起了藥物化學(xué)家們的廣泛關(guān)注。
[0004] 目標(biāo)分子Α，作為一種重要的藥物中間體可W用來合成化挫并[3,4-b]哇嘟衍生物 B，其擁有一種范圍廣泛的藥性，如抗病毒和抗菌劑，對致癌因子和環(huán)氧合酶具有抑制作用， 除此之外，運(yùn)些化合物還具有發(fā)光和巧光的特性。但發(fā)展在水中的催化合成目標(biāo)分子還尚 未報道。在此我們利用基于聚離子液體磁性納米粒子作為催化劑，使用一鍋法在綠色溶劑 中合成了目標(biāo)分子A，流程簡單且回收利用效率高。
[0005]


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供了一種基于聚離子液體磁性納米粒子及其制備方 法，首先通過RAFT活性聚合對離子液體單體進(jìn)行均聚得到具有雙硫醋基團(tuán)的聚離子液體， 再將其與具有反應(yīng)活性雙鍵的磁性納米粒子RAFT偶合制備了基于聚離子液體磁性納米粒 子，該具有聚合物離子刷結(jié)構(gòu)的磁性納米粒子在水和乙醇中均對=組分反應(yīng)具有較好的催 化作用，此外運(yùn)種磁性納米粒子又可通過磁鐵吸附分離，從而實(shí)現(xiàn)催化劑的回收和重復(fù)使 用。
[0007]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案，一種基于聚離子液體磁性納米粒 子，其特征在于:首先通過RAFT活性聚合對離子液體單體進(jìn)行均聚得到含有雙硫醋聚基團(tuán) 的離子液偉再將其與磁性納米粒子RAFT偶合得
，. 到基于聚離子液體磁性納米粒子，其結(jié)構(gòu)如下：
[000引
σ
[0009] 本發(fā)明所述的基于聚離子液體磁性納米粒子的制備方法，其特征在于具體步驟 為;稱取表面具有雙鍵的化地4納米球0.15g加入到反應(yīng)瓶中，超聲分散5-30min后，依次加入 含有雙硫醋基團(tuán)的聚離子液體〇.25g、偶氮二異下臘4mg、二甲基甲酯胺30mL和Ξ乙胺ImL， 凍抽5次后在化條件下于75°C反應(yīng)4她，反應(yīng)結(jié)束后磁分離，固體產(chǎn)物依次用二甲基甲酯胺、 四氨巧喃和甲醇各離屯、Ξ遍，將固體產(chǎn)物置于真空干燥箱中于40°C真空干燥2地制得基于 聚離子液體磁性納米粒子。
[0010] 本發(fā)明所述的基于聚離子液體磁性納米粒子的制備方法，其特征在于所述聚離子 液體的具體合成過程為：依次稱取離子液體單體、二硫代苯甲酸異丙苯基醋和偶氮二異下 臘溶于二甲基甲酯胺中，其中離子液體單體、二硫代苯甲酸異丙苯基醋和偶氮二異下臘的 摩爾比為100-150:1:0.2,完全溶解后密封，采用凍融五次法來除去體系中的氧氣，將反應(yīng) 瓶放在油浴鍋中于70°C攬拌反應(yīng)2地，反應(yīng)結(jié)束后，在乙酸中沉淀，離屯、，將固體用四氨巧喃 溶解除去溶劑，然后于30°C真空干燥24h得到淺黃色固體產(chǎn)物含有雙硫醋基團(tuán)的聚離子液 體。
[0011] 本發(fā)明所述的基于聚離子液體磁性納米粒子的制備方法，其特征在于制備過程的 具體反應(yīng)方程式為：
[0012]
[0013] 本發(fā)明所述的基于聚離子液體磁性納米粒子在催化Ξ組分反應(yīng)中的應(yīng)用。
[0014] 本發(fā)明所述的基于聚離子液體磁性納米粒子在催化Ξ組分反應(yīng)中的應(yīng)用，其特征 在于具體過程為：依次稱取間硝基苯甲醒0. 〇567g和2-徑基-1，4-糞釀0.065：3g置于反應(yīng)瓶 中，加入4mL水或乙醇攬拌超聲，待充分混合后加入基于聚離子液體磁性納米粒子0.1521g， 攬拌回流，TLC跟蹤反應(yīng)，待反應(yīng)完全后加入3-氨基-5-甲基化挫0.03637g，繼續(xù)回流反應(yīng) 24h得到目標(biāo)產(chǎn)物，其中基于聚離子液體磁性納米粒子通過磁性分離回收后重復(fù)循環(huán)使用， 反應(yīng)過程的具體反應(yīng)方程式為：
[0015]
[0016] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有W下優(yōu)點(diǎn)：
[0017] 1、通過聚離子液體的相轉(zhuǎn)移催化的作用，使得反應(yīng)物與中間體能夠很好的溶于 水，解決了水作為反應(yīng)溶劑的問題；
[0018] 2、通過研究基于聚離子液體磁性納米粒子在Ξ組分反應(yīng)的催化作用，成功制備得 到了藥物中間體，并顯示出很高的催化活性，簡化了合成步驟，降低了生產(chǎn)成本，提高了原 子利用率，實(shí)現(xiàn)了最大化的綠色合成；
[0019] 3、通過RAFT偶合的方法將聚離子液體與磁性納米粒子進(jìn)行接枝，便于回收和利 用，提高了經(jīng)濟(jì)效益。
【具體實(shí)施方式】
[0020] W下通過實(shí)施例對本發(fā)明的上述內(nèi)容做進(jìn)一步詳細(xì)說明，但不應(yīng)該將此理解為本 發(fā)明上述主題的范圍僅限于W下的實(shí)施例，凡基于本發(fā)明上述內(nèi)容實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā) 明的范圍。
[0021] 實(shí)施例1
[0022] 含雙硫醋基團(tuán)的聚離子液體的制備
[00Z3]依次稱取離子液體單體（2.76肖，9.1279111111〇1)、二硫代苯甲酸異丙苯基醋 (16.28mg，0.06mmo 1)和偶氮二異下臘（2mg，0.0122mmo 1)溶于5血二甲基甲酯胺中，完全溶 解后密封。采用凍融五次法來除去體系中的氧氣，將反應(yīng)瓶放在的油浴鍋中于7(TC攬拌反 應(yīng)2地。反應(yīng)結(jié)束后，在乙酸中沉淀離屯、，將固體用最少量的四氨巧喃溶解除去溶劑，然后于 30°C真空干燥24h得到淺黃色固體產(chǎn)物含雙硫醋基團(tuán)的聚離子液體。
[0024] 實(shí)施例2
[0025] 基于聚離子液體磁性納米粒子的制備
[00%] 依次稱取表面具有雙鍵的化3〇4納米球0.1 5g加入到反應(yīng)瓶中，超聲分散5-30min 后，依次加入含雙硫醋基團(tuán)的聚離子液體0.25g、偶氮二異下臘4mg、二甲基甲酯胺30血和Ξ 乙胺ImL。凍抽5次后在化條件下于75°C反應(yīng)4她。反應(yīng)結(jié)束后磁分離，固體產(chǎn)物依次用二甲 基甲酯胺、四氨巧喃和甲醇各離屯、Ξ遍，將固體產(chǎn)物置于真空干燥箱中于40°C真空干燥24h 制得基于聚離子液體磁性納米粒子。
[0027]實(shí)施例3
[00%]基于聚離子液體磁性納米粒子在水中催化Ξ組分反應(yīng)
[0029] 依次稱取間硝基苯甲醒0.0567g和2-徑基-1,4-糞釀0.065：3g置于反應(yīng)瓶中，加入 4mL水?dāng)埌璩?，待充分混合后加入基于聚離子液體磁性納米粒子0.1521g，攬拌回流，TLC 跟蹤反應(yīng)，待反應(yīng)完全后加入3-氨基-5-甲基化挫0.03637g，繼續(xù)回流反應(yīng)24h產(chǎn)物產(chǎn)率為 70%。
[0030] 實(shí)施例4
[0031] 將實(shí)施例3中的反應(yīng)液通過磁分離得到回收的基于聚離子液體磁性納米粒子，乙 醇洗涂烘干后，作為催化劑重復(fù)實(shí)施例3,回流反應(yīng)24h產(chǎn)物收率為75%。
[0032] 實(shí)施例5
[0033] 將實(shí)施例4中的反應(yīng)液通過磁分離得到回收的基于聚離子液體磁性納米粒子，乙 醇洗涂烘干后，作為催化劑重復(fù)實(shí)施例3,回流反應(yīng)24h產(chǎn)物產(chǎn)率為75%。
[0034] 實(shí)施例6
[0035] 將實(shí)施例5中的反應(yīng)液通過磁分離得到回收的基于聚離子液體磁性納米粒子，乙 醇洗涂烘干后，作為催化劑重復(fù)實(shí)施例3,回流反應(yīng)24h產(chǎn)物收率為70%。
[0036] 實(shí)施例7
[0037] 基于聚離子液體磁性納米粒子在乙醇中催化Ξ組分反應(yīng)
[003引依次稱取間硝基苯甲醒0.0567g和2-徑基-1，4-糞釀0.065：3g置于反應(yīng)瓶中，加入 4mL乙醇攬拌超聲，待充分混合后加入基于聚離子液體磁性納米粒子0.1521g，攬拌回流， TLC跟蹤反應(yīng)，待反應(yīng)完全后加入3-氨基-5-甲基化挫0.03637g，繼續(xù)回流反應(yīng)24h產(chǎn)物收率 為 75%。
[0039] 實(shí)施例8
[0040] 將實(shí)施例7中的反應(yīng)液通過磁分離得到回收的基于聚離子液體磁性納米粒子，乙 醇洗涂烘干后，作為催化劑重復(fù)實(shí)施例7,回流反應(yīng)24h產(chǎn)物收率為80%。
[0041 ] 實(shí)施例9
[0042]將實(shí)施例8中的反應(yīng)液通過磁分離得到回收的基于聚離子液體磁性納米粒子，乙 醇洗涂烘干后，作為催化劑重復(fù)實(shí)施例7,回流反應(yīng)24h產(chǎn)物收率為70%。
[00創(chuàng)實(shí)施例10
[0044] 將實(shí)施例9中的反應(yīng)液通過磁分離得到回收的基于聚離子液體磁性納米粒子，乙 醇洗涂烘干后，作為催化劑重復(fù)實(shí)施例7,回流反應(yīng)24h產(chǎn)物收率為70%。
[0045] W上實(shí)施例描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征及優(yōu)點(diǎn)，本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該 了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原 理，在不脫離本發(fā)明原理的范圍下，本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，運(yùn)些變化和改進(jìn)均落入 本發(fā)明保護(hù)的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于聚離子液體磁性納米粒子，其特征在于:首先通過RAFT活性聚合對離子液 體單體進(jìn)行均聚得到含有雙硫醋基團(tuán)的聚離子液體 再將其與磁性納米粒子RAFT偶合得到基于聚,\ 離子液體磁性納米粒子，其結(jié)構(gòu)如下：2. -種基于聚離子液體磁性納米粒子的制備方法，其特征在于具體步驟為;稱取表面 具有雙鍵的化3〇4納米球0.15g加入到反應(yīng)瓶中，超聲分散5-30min后，依次加入含有雙硫醋 基團(tuán)的聚離子液體0.25g、偶氮二異下臘4mg、二甲基甲酯胺30血和Ξ乙胺ImL，凍抽5次后在 化條件下于75°C反應(yīng)4她，反應(yīng)結(jié)束后磁分離，固體產(chǎn)物依次用二甲基甲酯胺、四氨巧喃和 甲醇各離屯、Ξ遍，將固體產(chǎn)物置于真空干燥箱中于40°C真空干燥2地制得基于聚離子液體 磁性納米粒子。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于聚離子液體磁性納米粒子的制備方法，其特征在于所述 聚離子液體的具體合成過程為：依次稱取離子液體單體、二硫代苯甲酸異丙苯基醋和偶氮 二異下臘溶于二甲基甲酯胺中，其中離子液體單體、二硫代苯甲酸異丙苯基醋和偶氮二異 下臘的摩爾比為100-150:1:0.2,完全溶解后密封，采用凍融五次法來除去體系中的氧氣， 將反應(yīng)瓶放在油浴鍋中于70°C攬拌反應(yīng)2地，反應(yīng)結(jié)束后，在乙酸中沉淀，離屯、，將固體用四 氨巧喃溶解除去溶劑，然后于30°C真空干燥24h得到淺黃色固體產(chǎn)物含有雙硫醋基團(tuán)的聚 離子液體。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于聚離子液體磁性納米粒子的制備方法，其特征在于制備 過程的具體反應(yīng)方程式為：5. 權(quán)利要求1所述的基于聚離子液體磁性納米粒子在催化Ξ組分反應(yīng)中的應(yīng)用。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于聚離子液體磁性納米粒子在催化Ξ組分反應(yīng)中的應(yīng)用， 其特征在于具體過程為:依次稱取間硝基苯甲醒0. 〇567g和2-徑基-1，4-糞釀0.0653g置于 反應(yīng)瓶中，加入4mL水或乙醇攬拌超聲，待充分混合后加入基于聚離子液體磁性納米粒子 0.1521g，攬拌回流，TLC跟蹤反應(yīng)，待反應(yīng)完全后加入3-氨基-5-甲基化挫0.03637g，繼續(xù)回 流反應(yīng)24h得到目標(biāo)產(chǎn)物，其中基于聚離子液體磁性納米粒子通過磁性分離回收后重復(fù)循 環(huán)使用，反應(yīng)過程的具體反應(yīng)方程式為：
【文檔編號】C08F126/06GK105964306SQ201610293083
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月3日
【發(fā)明人】李新娟, 王凱, 賈獻(xiàn)彬, 胡志國
【申請人】河南師范大學(xué)