CN109752356B - 一种快速可视化筛选离子液体催化剂的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种快速可视化筛选离子液体催化剂的方法，在盛放有不同离子液体催化剂的EP管中分别加入荧光探针反应前体N‑烷基‑4‑R‑1,8‑萘酰亚胺类化合物和乙酰丙酮，通过震荡使得反应体系充分混合后放入50℃摇床中孵育2h，取出后吸入96孔的酶标板中，用多功能酶标仪读取其在382nm处的荧光强度，荧光强度越强，目标产物浓度越高，离子液体催化剂的催化活性越高。本发明的荧光探针反应具有显著的荧光增强效应，可以高通量快速实现离子液体催化剂的筛选；利用该方法能够在数分钟内实现400种离子液体催化剂催化活性的筛选，大大提高了离子液体催化剂的筛选效率。

Description

一种快速可视化筛选离子液体催化剂的方法
技术领域
本发明属于离子液体催化剂的筛选技术领域，具体涉及一种快速可视化筛选离子液体催化剂的方法。
背景技术
离子液体作为一种新型绿色功能材料，存在着独特的离子键和多重弱相互作用，使离子液体具有特殊的物理化学性质。此外，离子液体的种类丰富，有着结构与功能的多样性和可设计性，这一特点使其适用于作为催化剂。但是据目前的报道来看，依旧缺乏对离子液体催化剂催化活性快速筛选的新方法。
在各种高通量筛选方法中，基于反应前后荧光变化的筛选方法具有高效快捷的优点。Hartwig将荧光香豆素标记引入到丙烯酸酯中，共价连接芳基卤化物与固体载体，采用高通量的方法筛选了40个钯催化剂的膦配体，用于溴代、氯代芳烃与丙烯酸酯的钯催化的Heck反应。
Click化学的理念是继组合化学理念提出后，合成化学领域又一巨大突破。自Sharpless提出以来，许多新型的Click反应被报道，其中包括无铜催化的Click反应。在目前报道的无铜Click反应中，主要包括基于环张力的Click反应和碱催化的羰基化合物与叠氮环加成反应，而前者需要合成复杂的八元大环，后者则需使用强碱和有机溶剂。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供了一种高通量快速可视化的筛选离子液体催化剂的方法，该方法根据反应前后荧光强度的变化来快速高效筛选离子液体催化剂。
本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种快速可视化筛选离子液体催化剂的方法，其特征在于：在盛放有不同离子液体催化剂的EP管中分别加入荧光探针反应前体N-烷基-4-R-1,8-萘酰亚胺类化合物和乙酰丙酮，通过震荡使得反应体系充分混合后放入50℃摇床中孵育2h，取出后吸入96孔的酶标板中，用多功能酶标仪读取其在382nm处的荧光强度，荧光强度越强，目标产物浓度越高，离子液体催化剂的催化活性越高，所述荧光探针反应前体的结构式为：
Figure BDA0001882217570000011
筛选过程中荧光探针反应模型如下：
Figure BDA0001882217570000021
进一步优选，所述离子液体催化剂的具体合成过程为：取400个EP管，组成一个20碱×20酸的方阵固定在400个孔中，在每个EP管中分别加入对应的碱和甲醇，在冰浴条件下加入与碱等物质的量的酸，待放热结束后放入摇床中于室温孵育48h，反应完全后置于真空干燥箱中于40℃充分干燥得到由20种酸和20种碱正交配对的离子液体催化剂备用；
其中20种碱为：
Figure BDA0001882217570000022
20种酸为：
Figure BDA0001882217570000031
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明的荧光探针反应具有显著的荧光增强效应，可以高通量快速实现离子液体催化剂的筛选；
2、利用该方法能够在数分钟内实现400种离子液体催化剂催化活性的筛选，大大提高了离子液体催化剂的筛选效率；
3、利用该方法可以得到一类适用于无铜Click反应的高效离子液体催化剂。
附图说明
图1是荧光吸收强度与荧光吸收波长位置的关系曲线；
图2是荧光强度与目标产物浓度的关系曲线；
图3是离子液体催化剂筛选结果分析图。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明的上述内容做进一步详细说明，但不应该将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明上述内容实现的技术均属于本发明的范围。
实施例
以N-烷基-4-R-1,8-萘酰亚胺类化合物作为荧光探针反应前体，通过化学键的构建发展了一类新型荧光增强探针反应，实现对400种离子液体催化剂催化活性的快速高效筛选，其中荧光探针反应前体的结构式为：
Figure BDA0001882217570000041
荧光探针反应模型如下：
Figure BDA0001882217570000042
本发明的荧光探针反应有着显著的荧光增强效应，反应前后382nm处荧光具有显著差别(如图1所示)，利用此差别，可以实现对反应程度的定量监测。
本发明的荧光探针反应中目标产物的浓度和荧光强度存在一次函数的线性关系：
y＝159.52x-2.7257，线性关系如图2所示。
本发明筛选的离子液体催化剂通过20种酸和20种碱正交配对得到，其中
碱的结构和编号：
Figure BDA0001882217570000051
酸的结构和编号：
Figure BDA0001882217570000052
本发明的离子液体催化剂的合成方法为：取400个EP管，组成一个20碱×20酸的方阵固定在400个孔中，在每个EP管中分别加入对应的碱(0.02mmol)和一定量的甲醇，在冰浴条件下加入与碱等物质的量的酸(0.02mmol)，待放热结束后放入摇床中室温孵育48小时，反应完全后置于真空干燥箱中于40℃充分干燥得到离子液体催化剂备用。
本发明的筛选步骤为：将反应原料(荧光探针反应前体N-烷基-4-R-1,8-萘酰亚胺类化合物和乙酰丙酮)加入到上述400个EP管中，在振荡器上震动20s，使反应体系充分混合，放入50℃摇床中孵育2h，取出后吸入96孔的酶标板中，用多功能酶标仪读取其在382nm处的荧光强度。
本发明的筛选判据为：荧光强度越强，产物浓度越高，离子液体催化效果越好。利用浓度和荧光强度之间一次函数的线性关系，可定量计算反应收率。
本发明的的筛选结果为：针对筛选的结果进行分析发现，催化效率超过50％的离子液体催化剂主要围绕在阳离子为四甲基胍、胆碱、DBU三类离子液体中，而其它阳离子催化效率较低。催化效率超过50％的离子液体所包含的阴离子较为分散，如图3所示。因此，在离子液体阳离子对催化效果起决定作用的前提下，可改变阴离子对离子液体催化效果进行选择性调控。
以上实施例描述了本发明的基本原理、主要特征及优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明原理的范围下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进均落入本发明保护的范围内。

Claims (2)

1.一种快速可视化筛选离子液体催化剂的方法，其特征在于：在盛放有不同离子液体催化剂的EP管中分别加入荧光探针反应前体N-烷基-4-R-1,8-萘酰亚胺类化合物和乙酰丙酮，通过震荡使得反应体系充分混合后放入50℃摇床中孵育2h，取出后吸入96孔的酶标板中，用多功能酶标仪读取其在382nm处的荧光强度，荧光强度越强，目标产物浓度越高，离子液体催化剂的催化活性越高，所述荧光探针反应前体的结构式为：
Figure FDA0001882217560000011
筛选过程中荧光探针反应模型如下：
Figure FDA0001882217560000012
2.根据权利要求1所述的快速可视化筛选离子液体催化剂的方法，其特征在于：所述离子液体催化剂的具体合成过程为：取400个EP管，组成一个20碱×20酸的方阵固定在400个孔中，在每个EP管中分别加入对应的碱和甲醇，在冰浴条件下加入与碱等物质的量的酸，待放热结束后放入摇床中于室温孵育48h，反应完全后置于真空干燥箱中于40℃充分干燥得到由20种酸和20种碱正交配对的离子液体催化剂备用；
其中20种碱为：
Figure FDA0001882217560000021
20种酸为：
Figure FDA0001882217560000022
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