CN102336677A - 手性缬氨酸根离子液体及其制备方法 - Google Patents
手性缬氨酸根离子液体及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102336677A CN102336677A CN2011102039229A CN201110203922A CN102336677A CN 102336677 A CN102336677 A CN 102336677A CN 2011102039229 A CN2011102039229 A CN 2011102039229A CN 201110203922 A CN201110203922 A CN 201110203922A CN 102336677 A CN102336677 A CN 102336677A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- chirality
- xie ansuan
- chiral
- chloro
- radical ion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
本发明涉及一种手性缬氨酸根离子液体，其由阳离子[C]+和手性缬氨酸根离子[A]-构成，其结构通式为：[C]+[A]-。所述的手性缬氨酸根离子[A]-是手性L-缬氨酸根阴离子或手性D-缬氨酸根阴离子；所述的阳离子[C]+选自以下的阳离子的一种：咪唑类阳离子、N-烷基吡啶类阳离子、季铵盐类阳离子、季鏻盐类阳离子、N，N-二烷基吡啶类阳离子。本发明制得的手性缬氨酸根离子液体不仅具有离子液体几乎不挥发、无毒、液态温度范围宽等诸多优点，而且具有手性物质的选择性高、手性诱导效应等手性特征，有望在手性催化剂、手性溶剂等绿色化学化工方面得到广泛应用。
Description
技术领域
本发明属于化学材料技术领域，涉及手性离子液体，特别涉及一种手性缬氨酸根离子液体。
背景技术
环境污染是人类面临的重大问题之一，而化工材料是产生环境污染的主要来源，其中化工工业中常用的易挥发有机溶剂(VOC)是化工行业造成污染的重要来源。随着环境问题的加剧和人们环保意识的提高，科学家们一直在努力寻找对环境有害物质的替代品。目前，用于替代易挥发有机溶剂的离子液体成为绿色化学化工的研究热点之一。
离子液体是由有机阳离子和无机阴离子构成的、在室温或室温附近温度下呈液体状态的盐类。近年来，由于离子液体优异的性能而成为国内外研究的热点。国内外许多专利文献US 6797853，US 6623659，US6395948，US6288281，US 6139723，CN 1123031A，CN 1140422A，CN 1225617A，CN1247856N，CN 1292372A都公开了离子液体的制备方法及其在多个领域的应用。
上述离子液体尽管具有不挥发、不可燃、热容量大、热稳定性好、离子电导率高、分解电压高等诸多优点，但是由于不具有手性特征，即不具有手性催化特性、手性分离特征和手性溶剂特征，无法在手性合成中得到广泛应用，因此一些研究者又制备了新型的手性离子液体。
手性离子液体除具有一般手性物体的功能特征外，还具有一般液体材料没有的优异特征。如：①较低的挥发性和在常温下几乎观察不到的蒸气压；②非易燃性；③对许多有机和无机物有良好的溶解性；④是一类极性的、非配位的溶剂；⑤有非常宽的液态范围；⑥可通过选择阴、阳离子对其理化性质进行调控。
手性离子液体具有手性材料和液体材料的双重功能，在许多方面可以取代传统的有机溶剂，避免了有毒、腐蚀性等缺点，是绿色的、对环境友好的材料。同样，因为与传统的有机溶剂有不同的热力学和动力学行为，它们在手性金属有机和酶催化合成方面也表现出更好的性能，增强了金属有机试剂和酶催化剂的稳定性，提高选择性和转化率。此外，还有产物易于分离、液体材料可以催化使用等特点。同时它们的应用也扩展到分析化学、电化学、分离技术和材料学领域。
公开号为CN 1583726A的中国专利公开了一类手性烃基咪唑四氟硼酸盐离子液体及制备方法。首先，采用手性α-苯乙胺、氨水、乙二醛和甲醛为起始原料合成手性N-(α-甲基苄基)咪唑；然后，手性N-(α-甲基苄基)咪唑与卤化烃反应生成手性烃基咪唑件季铵盐；最后，手性烃基咪唑件季铵盐与四氟硼酸盐反应得到手性烃基咪唑四氟硼酸盐离子液体。该离子液体既具有离子液体的一般特性，又具有手性特征。
目前，手性离子液体的种类还非常少，其应用研究尚处于起步阶段。由于离子液体的阳离子的种类有限，同时离子液体的物理性质和化学性质的微调也主要是依靠调节阳离子上的多样性的取代基，而上述的手性离子液体的手性位均在阳离子上，使得目前的手性离子液体的种类有限，而且难以对离子液体的物理性质和化学性质根据需要进行调节。
发明内容
本发明的解决的问题在于提供一种同时具有手性特征和离子液体特征的手性缬氨酸根离子液体及其制备方法。
本发明是通过以下技术方案来实现：
手性缬氨酸根离子液体，由阳离子[C]+和手性缬氨酸根离子[A]-构成，其结构通式为：[C]+[A]-。
所述的手性缬氨酸根离子[A]-是手性L-缬氨酸根离子与手性D-缬氨酸根阴离子，手性L-缬氨酸根的结构式是：
手性D-缬氨酸根阴离子的结构式是：
所述的阳离子[C]+选自以下的阳离子的一种：
其中，R1、R2、R3、R4选自C1～C12烷基、C3～C12支链烷基、C5～C12环烷基、取代环烷基、C2～C6烯基、芳基、取代芳基、芳烷基中的任意一种；R5选自H原子、甲基、乙基中的任意一种。
手性缬氨酸根离子液体的制备方法按照以下步骤进行：
步骤1)：将提供阳离子的原料放到三口瓶中，依次加入丙酮溶液、提供手性缬氨酸根离子的原料，并加入转子，氮气从一个入口通入，另一个出口塞好干燥管，控制氮气的流速为1秒钟一个气泡；将三口瓶放在磁力搅拌器上搅拌，搅拌3天；
步骤2)：步骤1)的反应完成后，采用离心机，除去不溶的NaCl，得到油状的液体，然后加入活化后的的Al2O3，并加入转子，在磁力搅拌器上搅拌，过滤去除Al2O3；
步骤3)：去除Al2O3之后，迅速用旋转蒸发去除丙酮，控制在温度为48-52℃，得到油状液体，将其放到真空烘箱中，控制温度在120℃去除残留的丙酮，最后得到手性缬氨酸根离子液体。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明所述的手性缬氨酸根离子液体中的缬氨酸根的链长较小，因此缬氨酸根离子液体的熔点较低，黏度较低，电导率较高，玻璃化温度较低且电化学窗口宽。
相对于手性位在阳离子上的手性离子液体，本发明提供手性位在阴离子上的离子液体，阴离子为手性的L-缬氨酸根离子或者手性的D-缬氨酸根离子，手性位在阴离子上，阴离子有更大的结构和性能设计的自由度，因而具有结构多样性和可设计性，将同时作为手性物质和离子液体在绿色化学化工领域得到更广泛的应用。
本发明提供的制备手性离子液体的方法，工艺简单、反应条件温和、反应时间短、成本低，易于实现，有利于大规模的工业生产。
本发明制得的手性缬氨酸根离子液体不仅具有离子液体几乎不挥发、无毒、液态温度范围宽等诸多优点，而且具有手性物质的选择性高、手性诱导效应等手性特征，有望在手性催化剂、手性溶剂等绿色化学化工方面得到广泛应用。
具体实施方式
下面对本发明做详细描述，所述是对本发明的解释而不是限定。
本发明提供的手性缬氨酸根离子液体，阴离子为手性的L-缬氨酸根离子或者手性的D-缬氨氨酸根离子；阳离子具有结构多样性，可以为咪唑类阳离子、N-烷基吡啶类阳离子、季铵盐类阳离子或者季鏻盐类阳离子；手性阴离子与阳离子保持电离平衡。
实施例1：L-缬氨酸-1-甲基-3-丁基咪唑离子液体的合成
称取50g的氯代-1-甲基-3-丁基咪唑放到三口瓶中，依次加入150ml丙酮溶液、48.4g的L-缬氨酸钠，并加入转子，氮气从一个入口通入，另一个出口塞好干燥管，控制氮气的流速为1秒钟一个气泡；将三口瓶放在磁力搅拌器上搅拌，搅拌3天；
反应完成后，采用离心机，除去不溶的NaCl，得到油状的液体160ml。然后加入1.5g活化后的的Al2O3，并加入转子，在磁力搅拌器上搅拌30min后，过滤去除Al2O3；
去除Al2O3之后，迅速用旋转蒸发去除丙酮，控制在温度为48-52℃，得到油状液体，将其放到真空烘箱中，控制温度在120℃去除残留的丙酮，最后得到81.68g油状液体，即为L-缬氨酸-1-甲基-3-丁基咪唑离子液体，封装放到保干器中保存。
实施例2：D-缬氨酸-1-甲基-3-丁基咪唑离子液体的合成，与实施例1相比，其区别在于，氯代-1-甲基-3-丁基咪唑采用如下的合成，不仅节省成本，而且提高了最终的离子液体的生成率，具体为：
将100ml的N-甲基咪唑和150ml的氯化正丁烷加入到500ml的三口瓶中，硅油浴条件下加热回流：首先，控制硅油浴为80℃，稳定10min后升至100℃，控制回流温度为100℃，回流36h后升高硅油浴温度，控制温度为110℃，回流24h，停止加热；发现产物分成两层，上层为剩余的氯化正丁烷，下层为目标产物氯代-1-甲基-3-丁基咪唑。
迅速将用旋转蒸发去除剩余的氯化正丁烷，得到浅黄色的油状液体，将其放到真空烘箱中，控制温度在120℃去除残留的丙酮，最终氯代-1-甲基-3-丁基咪唑，产品质量为：W＝210g。封装放到保干器中保存。
后续制备L-缬氨酸-1-甲基-3-丁基咪唑离子液体的步骤与实施例1相同。
实施例3：D-缬氨酸-1-甲基-3-丁基咪唑离子液体的合成，与实施例1相比，其区别在于手性离子液体的阴离子不同，具体为：
首先，离子交换反应：称取50g的氯代-1-甲基-3-丁基咪唑放到三口瓶中，依次加入150ml无水丙酮、43.25g的D-缬氨酸钠，并加入转子，氮气从一个入口通入，另一个出口塞好干燥管，控制氮气的流速为1秒钟一个气泡；将三口瓶放在磁力搅拌器上搅拌，搅拌3天；
反应完成后，采用离心机，除去不溶的NaCl，得到油状的液体160ml。然后加入1.5g活化后的的Al2O3，并加入转子，在磁力搅拌器上搅拌30min后，过滤去除Al2O3；
去除Al2O3之后，迅速用旋转蒸发去除丙酮，控制在温度为48-52℃，得到油状液体，将其放到真空烘箱中，控制温度在120℃去除残留的丙酮，最后得到76.52g油状液体，即为D-缬氨酸-1-甲基-3-丁基咪唑离子液体，封装放到保干器中保存。
实施例4：L-缬氨酸-1-甲基-3-丙基咪唑的合成，与实施例1相比，其区别在于提供手性离子液体的阳离子为的原料为氯代-1-甲基-3-丙基咪唑，其与L-缬氨酸钠的摩尔比为1∶1，离子交换反应体系、去除NaCl和去除丙酮的步骤相同。
实施例5：D-缬氨酸-1-甲基-3-丙基咪唑的合成，与实施例2相比，其区别在于提供手性离子液体的阳离子的原料为氯代-1-甲基-3-丙基咪唑，其与D-缬氨酸钠的摩尔比为1∶1，离子交换反应体系、去除NaCl和去除丙酮的步骤相同。
实施例6：L-缬氨酸-1，2-二甲基-3-丙基咪唑的合成，与实施例1相比，其区别在于提供手性离子液体的阳离子的原料为氯代-1，2-二甲基-3-丙基咪唑，其与L-缬氨酸钠的摩尔比为1∶1，离子交换反应体系、去除NaCl和去除丙酮的步骤相同。
实施例7：D-缬氨酸-1，2-二甲基-3-丙基咪唑的合成，与实施例6相比，其区别在于提供手性离子液体的阴离子的原料为D-缬氨酸钠，其余合成步骤相同。
实施例8：L-缬氨酸-1-丙基-吡啶的合成，与实施例1相比，其区别在于提供手性离子液体的阳离子的原料为氯代-1-丙基-吡啶，其与L-缬氨酸钠的摩尔比为1∶1，离子交换反应体系、去除NaCl和去除丙酮的步骤相同。
实施例9：D-缬氨酸-1-丙基-吡啶的合成，与实施例8相比，其区别在于提供手性离子液体的阴离子的原料为D-缬氨酸钠，其余合成步骤相同。
实施例10：D-缬氨酸-三己基十四烷基鏻的合成，与实施例1相比，提供手性离子液体的阳离子的原料为氯代-1-三己基十四烷基鏻，其与D-缬氨酸钠的摩尔比为1∶1，离子交换反应体系、去除NaCl和去除丙酮的步骤相同。
实施例11：D-缬氨酸-1-甲基-3-丁基季铵盐的合成，与实施例2相比，提供手性离子液体的阳离子的原料为氯代-1-甲基-3-丁基季铵，其与D-缬氨酸钠的摩尔比为1∶1，离子交换反应体系、去除NaCl和去除丙酮的步骤相同。
实施例12：L-缬氨酸-1，2-二甲基-吡啶的合成，与实施例1相比，提供手性离子液体的阳离子的原料为氯代-1，2-二甲基-吡啶，其与L-缬氨酸钠的摩尔比为1∶1，离子交换反应体系、去除NaCl和去除丙酮的步骤相同。
实施例13：D-缬氨酸-1，2-二甲基-吡啶的合成，与实施例2相比，提供手性离子液体的阳离子的原料为氯代-1，2-二甲基-吡啶，其与D-缬氨酸钠的摩尔比为1∶1，离子交换反应体系、去除NaCl和去除丙酮的步骤相同。
Claims (7)
1.一种手性缬氨酸根离子液体，其特征在于：由阳离子[C]+和手性缬氨酸根离子[A]-构成，其结构通式为：[C]+[A]-。
2.如权利要求1所述的手性缬氨酸根离子液体，其特征在于：所述的手性缬氨酸根离子[A]-是手性L-缬氨酸根阴离子或者手性D-缬氨酸根阴离子，其中
手性L-缬氨酸根阴离子的结构式为：
手性D-缬氨酸根阴离子的结构式为：
3.如权利要求1所述的手性缬氨酸根离子液体，其特征在于：所述的阳离子[C]+选自以下的阳离子的一种：
咪唑类阳离子：
N-烷基吡啶类阳离子：
季铵盐类阳离子：
季鏻盐类阳离子：
N，N-二烷基吡啶类阳离子：
其中，R1、R2、R3、R4选自C1～C12烷基、C3～C12支链烷基、C5～C12环烷基、取代环烷基、C2～C6烯基、芳基、取代芳基、芳烷基中的任意一种；R5选自H原子、甲基、乙基中的任意一种。
4.一种手性缬氨酸根离子液体的制备方法，其特征在于：所述的制备方法按照以下步骤进行：
步骤1)：将提供阳离子的原料放到三口瓶中，依次加入丙酮溶液、提供手性缬氨酸根离子的原料，并加入转子，氮气从一个入口通入，另一个出口塞好干燥管，控制氮气的流速为1秒钟一个气泡；将三口瓶放在磁力搅拌器上搅拌，搅拌3天；
步骤2)：步骤1)的反应完成后，采用离心机，除去不溶的NaCl，得到油状的液体，然后加入适量活化后的Al2O3，并加入转子，在磁力搅拌器上搅拌，过滤去除Al2O3；
步骤3)：去除Al2O3之后，迅速用旋转蒸发去除丙酮，控制温度为48-52℃，得到油状液体，将其放到真空烘箱中，控制温度在120℃去除残留的丙酮，最后得到手性缬氨酸根离子液体。
5.根据权利要求4所述的手性缬氨酸根离子液体的制备方法，其特征在于：所述提供阳离子的原料与提供手性缬氨酸根离子的原料的摩尔比是1∶1。
6.根据权利要求4所述的手性缬氨酸根离子液体的制备方法，其特征在于：所述提供阳离子的原料为氯代-1-甲基-3-丁基咪唑、氯代-1-甲基-3-丙基咪唑、氯代-1，2-甲基-3-丙基咪唑、氯代-1-丙基-吡啶、氯代-1-三己基十四烷基鏻、氯代-1-甲基-3-丁基季铵、或氯代-1，2-二甲基-吡啶；所述提供手性缬氨酸根离子的原料为：L-缬氨酸钠或D-缬氨酸钠。
7.根据权利要求6所述的手性缬氨酸根离子液体的制备方法，其特征在于：所述氯代-1-甲基-3-丁基咪唑按照以下方法制得：
将N-甲基咪唑和的氯化正丁烷按体积比2∶3加入到三口瓶中，在硅油浴条件下加热回流：首先，控制硅油浴为80℃，稳定10min后升至100℃，控制回流温度为100℃，回流36h后升高硅油浴温度，控制温度为110℃，回流24h，停止加热，产物分成两层，上层为剩余的氯化正丁烷，下层为目标产物氯代-1-甲基-3-丁基咪唑；
迅速将用旋转蒸发去除剩余的氯化正丁烷，得到浅黄色的油状液体，将其放到真空烘箱中，控制温度在120℃去除残留的丙酮，最终得到氯代-1-甲基-3-丁基咪唑。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2011102039229A CN102336677A (zh) | 2011-07-20 | 2011-07-20 | 手性缬氨酸根离子液体及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2011102039229A CN102336677A (zh) | 2011-07-20 | 2011-07-20 | 手性缬氨酸根离子液体及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102336677A true CN102336677A (zh) | 2012-02-01 |
Family
ID=45512682
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2011102039229A Pending CN102336677A (zh) | 2011-07-20 | 2011-07-20 | 手性缬氨酸根离子液体及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102336677A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103012237A (zh) * | 2012-05-26 | 2013-04-03 | 陆可望 | 一种氨基酸双链季氨基羧酸盐、制备方法及用作杀微生物剂 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100213402A1 (en) * | 2007-09-03 | 2010-08-26 | Takahiro Ohishi | Electrolyte composition and ionic liquid |
| WO2010136783A1 (en) * | 2009-05-26 | 2010-12-02 | The Queen's University Of Belfast | Process for removing organic acids from crude oil and crude oil distillates |
| JP2010285508A (ja) * | 2009-06-10 | 2010-12-24 | Jx Nippon Oil & Energy Corp | 重合可能なイオン性液体およびそれを用いた重合体 |
| CN101967126A (zh) * | 2010-09-29 | 2011-02-09 | 彩虹集团公司 | 一种手性亮氨酸根离子液体 |
-
2011
- 2011-07-20 CN CN2011102039229A patent/CN102336677A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100213402A1 (en) * | 2007-09-03 | 2010-08-26 | Takahiro Ohishi | Electrolyte composition and ionic liquid |
| WO2010136783A1 (en) * | 2009-05-26 | 2010-12-02 | The Queen's University Of Belfast | Process for removing organic acids from crude oil and crude oil distillates |
| JP2010285508A (ja) * | 2009-06-10 | 2010-12-24 | Jx Nippon Oil & Energy Corp | 重合可能なイオン性液体およびそれを用いた重合体 |
| CN101967126A (zh) * | 2010-09-29 | 2011-02-09 | 彩虹集团公司 | 一种手性亮氨酸根离子液体 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103012237A (zh) * | 2012-05-26 | 2013-04-03 | 陆可望 | 一种氨基酸双链季氨基羧酸盐、制备方法及用作杀微生物剂 |
| CN103012237B (zh) * | 2012-05-26 | 2015-04-01 | 陆可望 | 一种氨基酸双链季氨基羧酸盐、制备方法及用作杀微生物剂 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Shamsuri et al. | Ionic liquids: Preparations and limitations | |
| CN107447228A (zh) | 一种电催化还原二氧化碳的方法 | |
| CN102816182A (zh) | 一种含鏻的双阳离子离子液体及其制备和应用 | |
| Chen et al. | Distillable ionic liquids: reversible amide O alkylation. | |
| CN101050205A (zh) | 含哌嗪阳离子基团的化合物及其合成方法和用途 | |
| Durga et al. | Ionic liquids: Industrial applications | |
| CN103665369B (zh) | 一种聚乙二醇功能化多金属氧酸盐离子液体及其制备方法 | |
| CN1880303A (zh) | 一种取代吡咯烷酮合成的离子液体及合成方法 | |
| CN101948434A (zh) | 一种手性酪氨酸根离子液体 | |
| CN102336677A (zh) | 手性缬氨酸根离子液体及其制备方法 | |
| CN105732687B (zh) | 一种甲基三丁酮肟基硅烷的制备方法 | |
| CN101967126A (zh) | 一种手性亮氨酸根离子液体 | |
| CN102691089A (zh) | 采用水电解液在铜基体上制备超疏水表面的电化学方法 | |
| CN101591258A (zh) | 一种手性谷氨酸根离子液体 | |
| CN101773785B (zh) | 一种利用电渗析浓缩离子液体的方法 | |
| JP4322073B2 (ja) | イオン性液体の精製方法 | |
| CN102020610A (zh) | 低黏度离子液体 | |
| CN104262175B (zh) | 一类可利用co2调控相行为的离子液体及其制备方法和应用 | |
| CN114700113B (zh) | 一种高稳定性碱性固体催化材料及其制备方法和应用 | |
| CN111204725A (zh) | 一种基于离子交换膜的湿法磷酸萃余酸净化工艺 | |
| CN104928704A (zh) | 一种离子液体中电沉积制备单质硅的方法 | |
| CN106831583B (zh) | N,n-二烷基取代吡唑离子液体、制备方法及其催化合成碳酸丙烯酯的方法 | |
| CN101050195A (zh) | 含l－脯氨酸阳离子基团的化合物及其合成方法和用途 | |
| KR102325613B1 (ko) | 상이한 이온성 액체의 연속적 합성용 방법 및 산업적 공정 | |
| CN105837627B (zh) | 一种双功能化季铵盐离子液体及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20120201 |