CN114602555A - 一种壳聚糖席夫碱固载铜材料的制备方法及应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种壳聚糖席夫碱固载铜材料的制备方法及应用，属于α‑丙烯酰胺化合物生产技术领域。壳聚糖席夫碱固载铜材料是使用壳聚糖、L‑Boc‑脯氨醛/3‑吡啶甲醛在酸性乙醇溶液中反应得到壳聚糖席夫碱粉末，然后加入到二价铜盐的水溶液中，使其吸附Cu²⁺后制备而成。利用这种材料，以α‑丙烯酰胺化合物、联硼酸频那醇二甲基苯基硅试剂为模板底物，制备得到相应的β‑硅烷化酰胺化合物，该方法具有催化活性高，催化剂用量少，反应条件温和，产物收率高等优点；所得目标产物的收率均在78％以上，某些特定的β‑硅烷化酰胺化合物的收率可超过90％。

Description

一种壳聚糖席夫碱固载铜材料的制备方法及应用

技术领域

本发明属于α-丙烯酰胺化合物生产技术领域，特别是一种壳聚糖席夫碱固载铜材料的制备方法及应用。

背景技术

近年来，含C-Si键的有机硅化合物在药物化学和材料科学中有着广泛应用，且该类物质具有独特的生物活性。有机硅化合物作为一类重要的有机合成中间体，所含有的C-Si键可以转化为C-O键、C-C键和C-X键等多种化学键。α-丙烯酰胺化合物是一类重要的药物分子和活性中间体，可与亲核试剂快速反应形成各种丙烯酰胺衍生物，并且通过对其进行硅烷化可以改善药理特性。迄今为止，关于α-丙烯酰胺化合物与羰基共轭的双键类化合物进行硅加成反应，形成β-硅烷化酰胺类化合物的探索极为有限。近期，文献(Chem.Commun.,2020,56,11058--11061)利用二价铜(CuSO₄，1mol％，相对于模板反应底物的物质量百分比)催化实现了含α-丙烯酰胺结构的多肽向β-硅烷化多肽的转变，该工作使用10当量的联硼酸频那醇二甲基苯基硅试剂，以10mol％4-甲基吡啶作为碱添加，以三氟乙醇和水的混合溶液作为溶剂的条件下，在室温下反应获得了较高产率的β-硅烷化多肽。然而，该文献记载的反应方式对联硼酸频那醇二甲基苯基硅试剂的利用率不高，成本高昂，使用强碱配体和有机溶剂三氟乙醇会对环境造成污染，催化剂无法回收利用，底物范围较窄，仅局限于多肽硅加成，极大的限制了此类方法在实际生产中的应用。因此，发展一种简便易操作、条件温和、成本低廉，能够较高产率地将α-丙烯酰胺化合物直接转化为β-硅烷化酰胺化合物的绿色环保的新方法是十分迫切的。

壳聚糖是由自然界中第二大丰富资源甲壳素脱乙酰化得到的，对环境无污染，可以循环利用。作为自然界中唯一的碱性多糖，具有抗菌性、生物相容性和可降解性等特点，也存在中性和碱性环境中溶解性不太好，易溶胀以及机械强度差等缺点。用醛修饰壳聚糖得到的壳聚糖席夫碱材料，既可保留壳聚糖的抗菌性、生物相容性和可降解性等特点，又可改善壳聚糖的理化性能，提高其稳定性以及溶解性。现有技术中，中国专利申请CN111087490A发明了利用水杨醛修饰壳聚糖得到壳聚糖席夫碱材料，吸附铁、锰和铜金属得到一种新型破乳剂。壳聚糖席夫碱材料中由于含有大量的羟基和氨基，易与过渡金属配位，因此在工业吸附、缓蚀剂以及催化领域等领域有着广泛应用。例如有报道称(ChemistrySelect.,2017,2,6865)利用8-羟基喹啉-2-甲醛修饰壳聚糖得到壳聚糖席夫碱材料，吸附Cu²⁺催化末端炔烃的氧化偶联反应。然而，关于该类功能材料在构建C-Si键中的报道几乎没有。

发明内容

由于合成β-硅烷化酰胺化合物底物范围窄，硅试剂使用量大且昂贵，无法工业化；并且反应时需要添加碱，催化剂无法回收利用。因此，为了在一定程度上克服上述不足，本发明提供了一种壳聚糖席夫碱固载铜材料的制备方法，并提供了一种利用这种材料将α-丙烯酰胺化合物转化制备β-硅烷化酰胺化合物的方法。本发明的技术原理是利用壳聚糖席夫碱固载铜材料的独特的空间结构和生物相容性，该材料对铜的强配位能力促使其催化活性更高；壳聚糖席夫碱本身还含有大量的亚胺键，为反应提供了碱性环境，无需添加任何碱即可在纯水中实现催化反应，且催化剂能重复回收利用，符合绿色化学理念，具有非常高的工业化应用前景。具体通过以下技术实现。

一种壳聚糖席夫碱固载铜材料，原材料包括壳聚糖、L-Boc-脯氨醛/3-吡啶甲醛、水溶性二价铜盐，且三者物质的量之比为：壳聚糖的氨基:L-Boc-脯氨醛/3-吡啶甲醛:水溶性二价铜盐中的Cu²⁺＝1:(2-6):1。

优选地，三者物质的量之比为：壳聚糖的氨基:L-Boc-脯氨醛/3-吡啶甲醛:水溶性二价铜盐中的Cu²⁺＝1:4:1。

优选地，所述水溶性二价铜盐为硫酸铜、硝酸铜、氯化铜中的一种。

本发明还提供了上述的壳聚糖席夫碱固载铜材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、将壳聚糖、L-Boc-脯氨醛/3-吡啶甲醛加至无水酸性醇溶液中，加入弱酸控制pH值为4.0-5.5，65–85℃搅拌6–24h，过滤回收粉末，采用无水乙醇和蒸馏水充分洗涤得到固体粉末；

S2、将步骤S1所得粉末加至水溶性二价铜盐的水溶液中，搅拌3-9h；

S3、通过过滤和用无水乙醇、蒸馏水充分洗涤，45-55℃干燥，得到壳聚糖席夫碱固载铜材料。

上述壳聚糖席夫碱固载铜材料(即Schiff-CS@Cu材料)可以选择壳聚糖、L-Boc-脯氨醛、水溶性二价铜盐为原料，也可以将3-吡啶甲醛替换为L-Boc-脯氨醛。在材料的制备方法中，步骤S1的无水酸性醇溶液，常规的操作方式是：使用溶解了乙酸等有机酸(例如乙酸柠檬酸等)的无水乙醇(例如，两者体积比15:2)溶液，主要目的是同时促进壳聚糖、L-Boc-脯氨醛、3-吡啶甲醛溶解。因此，醇类只要选用可溶解于水中的醇类即可，酸类选用常见的溶于醇中的弱酸即可。壳聚糖席夫碱对Cu²⁺的吸附以亚胺键配位为主，如下列反应式(2)所示，主要吸附反应包括：

Schiff反应:R′-NH₂+RCHO→R'-N＝CHR (1)

配位：

本申请针对性地选用L-Boc-脯氨醛和3-吡啶甲醛分别修饰壳聚糖，壳聚糖上的伯胺(R’-NH₂)与醛(RHC＝O)发生Schiff碱反应，生成含碳氮双键的亚胺(RHC＝NR’-)，Schiff碱反应虽然减少了壳聚糖表面的氨基，但由于壳聚糖表面富含羟基，Schiff碱反应形成的C＝N双键中的N原子与邻近OH中的O原子极易与Cu²⁺发生络合，形成共轭平面，提高了对铜离子的配位能力。本发明的材料使用L-Boc-脯氨醛或3-吡啶甲醛修饰壳聚糖，所得到的壳聚糖席夫碱材料络合铜可以形成多齿配体(大多形成二齿配体和三齿配体)，而Cu²⁺是四配位，因此配位能力显著增强。本发明提供的两种醛修饰的席夫碱材料更有利于反应底物进攻；既保留了壳聚糖的抗菌性、生物相容性和可降解性等特点，又改善了壳聚糖的理化性能，提高了其稳定性以及机械强度。本发明提供的材料的制备方法中，步骤S1相比于现有的方法中采用甲醇为溶解剂，本发明改为选用乙醇，更安全，成本更低。

相比于现有技术，本发明最终制备得到的壳聚糖席夫碱铜材料中，金属铜的相对含量更高，催化活性更强。具有良好的生物相容性，可用于参加纯水反应，对环境友好，具有较长的使用寿命；对过渡金属铜的配位能力强，壳聚糖席夫碱固载铜材料在反应完成后，借助固液相分离方法可以非常方便地与反应体系中其它组分分离，经过简单的再生就可以重复使用，降低了生产成本，同时也可以明显减少各种环境污染问题。

优选地，壳聚糖席夫碱固载铜材料的制备方法中，步骤S1的反应温度为75℃，搅拌时间为12h。

优选地，壳聚糖席夫碱固载铜材料的制备方法中，步骤S3的干燥温度为50℃，干燥时间12h。

本发明还提供了一种壳聚糖席夫碱固载铜材料的应用，以α-丙烯酰胺化合物、联硼酸频那醇二甲基苯基硅试剂为反应原料，利用壳聚糖席夫碱固载铜材料，在室温条件下搅拌均匀，制备β-硅烷化酰胺化合物；

所述壳聚糖席夫碱固载铜材料为使用壳聚糖和L-Boc-脯氨醛/3-吡啶甲醛在酸性乙醇溶液中反应得到壳聚糖席夫碱粉末，然后加入水溶性二价铜盐的水溶液中，使其吸附Cu²⁺后制备而成；

所述α-丙烯酰胺化合物的化学式为：

所述β-硅烷化酰胺化合物的化学式为：

其中，R₁为苯基、对甲基苯基、对甲氧基苯基、对氟苯基、对氯苯基、对乙炔基苯基。

优选地，所述壳聚糖席夫碱固载铜材料为本发明提供的上述任意一种壳聚糖席夫碱固载铜材料。

更优选地，β-硅烷化酰胺化合物的制备方法包括以下步骤：

P1、取α-丙烯酰胺化合物、联硼酸频那醇二甲基苯基硅试剂、壳聚糖席夫碱固载铜材料混合加至水中；以壳聚糖席夫碱固载铜材料中的Cu²⁺为基准，三者的物质的量比为1:2.0:0.01；联硼酸频那醇二甲基苯基硅试剂的浓度为0.2mmol/mL，室温搅拌6-24h；

P2、过滤回收所述壳聚糖席夫碱固载铜材料，使用有机溶剂萃取，干燥、旋蒸，最后经柱层析分离得到β-硅烷化酰胺化合物。

进一步优选地，步骤P2中，柱层析(硅胶柱)所用的乙酸乙酯和石油醚(展开剂)体积比为1:19。

本发明提供的壳聚糖席夫碱固载铜材料，将其作为催化剂应用于以α-丙烯酰胺化合物、联硼酸频那醇二甲基苯基硅试剂为原料，制备β-硅烷化酰胺化合物。整个制备过程的反应条件温和，无需添加任何碱，以纯水为溶剂，在室温下进行反应，简便易操作；经过简单的再生就可以重复使用，且回收的材料催化活性依然很高，有效降低了生产成本，同时也可以明显减少各种环境污染问题。最终得到的β-硅烷化酰胺化合物，产物收率相对更高，均在78％以上，某些特定的β-硅烷化酰胺化合物的收率高达90％。

与现有技术相比，本发明的有益之处在于：

1、本发明提供了一种壳聚糖席夫碱固载铜催化材料，具有催化活性高，催化剂用量少，反应条件温和，产物收率高等优点；

2、可用于催化各类不同类型的α-丙烯酰胺化合物的硅加成反应，底物应用范围更广；

3、具有“一锅法”合成的特点，直接以纯水为溶剂，室温条件下反应，简便易操作，且材料可以多次重复使用，对环境友好，节约成本，具有工业应用前景。

附图说明

图1为应用例1中目标产物的核磁氢谱图；

图2为应用例1中目标产物的核磁碳谱图。

具体实施方式

下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本实施例提供的Schiff-CS@Cu材料，载体为壳聚糖席夫碱粉末，以L-Boc-脯氨醛和壳聚糖为原料，在乙醇与乙酸的混合溶液中反应制备。随后吸附铜离子，形成Schiff-CS@Cu材料。具体制备方法为：

S1、将壳聚糖1.0g、L-Boc-脯氨醛(4941.4mg，24.8mmol)加至85ml酸性乙醇(75ml无水乙醇，10ml无水乙酸)中完全溶解，控制初始pH值为4.38，75℃搅拌12h，过滤回收壳聚糖席夫碱粉末，用无水乙醇和蒸馏水充分洗涤得到的粉末；

本实施例提供的壳聚糖的分子式为(C₆H₁₁NO₄)N，1.0g壳聚糖含6.2mmol氨基，采购自萨恩化学技术有限公司。壳聚糖分子中的氨基和羟基有良好的反应活性，可以方便地进行改性和接枝，壳聚糖可通过配位、静电作用和离子交换固载金属离子，但壳聚糖的机械强度差。用L-Boc-脯氨醛(采购自皓鸿生物医药科技有限公司)修饰壳聚糖既保留了壳聚糖的抗菌性、生物相容性和可降解性等特点，又改善了壳聚糖的理化性能，提高了其稳定性以及机械强度。

S2、将步骤S1所得壳聚糖席夫碱粉末加至水溶性二价铜盐的水溶液(30mL硫酸铜溶液，由1.6g五水硫酸铜配置，约6.4mmol)中，搅拌3-9h；

S3、过滤回收负载了Cu²⁺的壳聚糖席夫碱粉末，用无水乙醇和蒸馏水充分洗涤，去除游离的铜离子、硫酸根离子和未反应完的L-Boc-脯氨醛；50℃烘箱干燥24h，得到壳聚糖席夫碱固载铜材料(Schiff-CS@Cu材料)。

本实施例制备的Schiff-CS@Cu材料，其活性成分铜的相对含量为1.09×10^-3mol/g(即1.09mmol/g)。

实施例2

本实施例提供的Schiff-CS@Cu材料，采用的制备方法与实施例1基本相同，唯一区别是将L-Boc-脯氨醛(采购自萨恩化学技术有限公司)用3-吡啶甲醛(2656.3mg，24.8mmol)代替。最终制备Schiff-CS@Cu材料，其活性成分铜在Schiff-CS@Cu材料中的相对含量为1.59×10^-3mol/g(即1.59mmol/g)。

对比例1

本对比例提供的Schiff-CS@Cu材料，相比于实施例1和2，未使用L-Boc-脯氨醛/3-吡啶甲醛参与反应，而是直接将壳聚糖粉末吸附Cu²⁺制成CS@Cu材料成品。具体制备方法如下：

(1)将壳聚糖粉末(1.0g)入30ml硫酸铜溶液(由1.6g五水硫酸铜配置，约6.4mmol)中，常温搅拌12h。

(2)通过过滤分离负载Cu²⁺的粉末，用无水乙醇和蒸馏水冲洗以除去游离的Cu²⁺和SO₄ ^2-离子。最后，将未经过Schiff修饰的壳聚糖铜材料(CS@Cu)在50℃下烘箱干燥24h，得到最终的CS@Cu材料，其活性成分铜在CS@Cu材料中的相对含量为1.75×10^-3mol/g。

经分析，活性成分铜负载量更高的原因是因为修饰后的壳聚糖配位原子间空间位阻变大，单一的壳聚糖空间位阻相对较小，吸附更多。但本发明实施例提供的席夫碱络合铜后，大多形成二齿配体或三齿配体，而上述对比例1的单一壳聚糖负载铜大多是单齿配体和二齿配体，由于Cu²⁺是四配位结构，因此本发明实施例形成的席夫碱材料结构更有利于反应底物进攻。

应用例1

本应用例使用上述实施例1的Schiff-CS@Cu材料作为催化剂，制备β-硅烷化酰胺化合物。具体步骤如下：

P1、取α-丙烯酰胺化合物0.20mmol(2-苯基-N-苯基丙烯酰胺，通过参考文献《Zhaozhao Sun,Huawen Huang,Qiaolin Wang,Guo-Jun Deng.Bromo Radical-MediatedPhotoredox Aldehyde Decarbonylation towards Transition-Metal-FreeHydroalkylation of Acrylamides at Room Temperature[J].Advanced Synthesis&Catalysis,2021,364(2):453-458》自行制备获得)、联硼酸频那醇二甲基苯基硅试剂0.4mmol(采购自萨恩化学技术有限公司)、壳聚糖席夫碱固载铜材料0.002mmol(以Cu²⁺的物质的量计)混合加至2.0ml水中，室温搅拌反应6h；得到硅加成产物；壳聚糖席夫碱固载铜材料中Cu²⁺的含量为反应原料α-丙烯酰胺化合物的物质的量分数的1％；

P2、反应结束后，过滤整个反应体系，过滤回收所述壳聚糖席夫碱固载铜材料，使用乙酸乙酯10ml洗涤，再以乙酸乙酯(3×10ml)萃取3次，分离出有机相后用无水Na₂SO₄干燥、过滤、旋蒸，去除有机溶剂，最后经乙酸乙酯/石油醚体积比为1:19的混合溶剂作为展开剂，通过柱层析分离纯化，得到β-硅烷化酰胺化合物，产物收率为89％(64.0mg)。反应过程为：

目标产物的核磁氢谱和碳谱如下所示，图谱如图1和图2。

¹H NMR(400MHz,Chloroform-d)；δ＝7.47-7.44(m,2H),7.36-7.33(m,5H),7.32-7.22(m,7H),7.06-7.02(t,1H),6.91(s,1H)，3.50-3.45(q,1H),1.87-1.81(q,1H),1.45-1.38(q,1H),0.16(s,3H),0.10(s,3H).

¹³C NMR(100MHz，Chloroform-d)；δ＝172.5,141.2,138.5,138.0,133.8,129.2,129.1,129.0,128.0,127.9,127.7,124.3,120.0,50.3,20.3,-2.4,-2.8.

本应用例表明，在实施例1提供的Schiff-CS@Cu材料的催化条件下，2-苯基-N-苯基丙烯酰胺的转化率很高，其硅加成产物的收率达到了89％。

应用例2

本应用例选用实施例2制备得到的Schiff-CS@Cu材料，采用与应用例1基本相同的方法制备β-硅烷化酰胺化合物。壳聚糖席夫碱固载铜材料中Cu²⁺的含量同样为反应原料α-丙烯酰胺化合物的物质的量分数的1％，即Cu²⁺的物质的量与应用例1保持相同。

本应用例表明，在实施例2提供的Schiff-CS@Cu材料的催化条件下，2-苯基-N-苯基丙烯酰胺的转化率同样很高，其硅加成产物的收率达到了78％。

应用例3

本应用例选用对比例1制备得到的CS@Cu材料，采用与应用例1基本相同的方法制备β-硅烷化酰胺化合物。CS@Cu材料中Cu²⁺的含量同样为反应原料α-丙烯酰胺化合物的物质的量分数的1％，即Cu²⁺的物质的量与应用例1保持相同。

本应用例表明，在对比例1提供的Schiff-CS@Cu材料的催化下，2-苯基-N-苯基丙烯酰胺的转化率较低，其硅加成产物的收率仅仅只有57％。

通过上述应用例1-3可知，Schiff-CS@Cu材料中更多的-NH₂并不能提高催化效率，使用壳聚糖直接固载铜(对比例3)的催化活性比利用醛修饰壳聚糖固载铜(实施例1、2)的催化活性要低，经分析，这可能是因为反应过程中，联硼酸频那醇二甲基苯基硅试剂在材料中活性铜的催化下，发生Si-B键断裂，与Cu²⁺反应生成铜硅烷基络合物中间体和副产物Bpin-OH，中间体在羰基的导向作用下与α-丙烯酰胺化合物共轭加成，其中铜与原料α-丙烯酰胺化合物杂原子配位。壳聚糖席夫碱络合铜后，大多形成二齿配体或三齿配体，二价铜是四配位结构，形成的壳聚糖席夫碱材料结构更有利于反应底物进攻。使用3-吡啶甲醛修饰壳聚糖得到的Schiff-CS@Cu材料的催化活性比使用L-Boc-脯氨醛修饰壳聚糖得到的Schiff-CS@Cu材料的要低，产率降低。经分析，这可能是因为L-Boc-脯氨醛含有-NR和-C＝O，可以配合C＝N双键中的N原子与Cu²⁺发生络合；L-Boc-脯氨醛含有的-NR比3-吡啶甲醛含有的杂原子的配位能力更强。

应用例4

本应用例选用实施例1制备得到的Schiff-CS@Cu材料，采用与应用例1基本相同的方法制备β-硅烷化酰胺化合物。唯一区别在于，本应用例所选用的α-丙烯酰胺化合物是2-苯基-N-(对甲苯基)丙烯酰胺；步骤P1中室温搅拌反应的时间为12h。最终得到β-硅烷化酰胺化合物，产物收率为82％(61.3mg)。反应过程为：

目标产物的核磁氢谱和碳谱如下所示：

¹H NMR(400MHz，Chloroform-d)；δ＝7.47-7.42(m,2H),7.40-7.32(m,3H),7.32-7.20(m,7H),7.10-7.01(t,2H),6.89(s,1H),3.50-3.44(q,1H),2.27(s,3H),1.87-1.81(q,1H),1.44–1.38(q,1H),0.16(s,3H),0.10(s,3H).

¹³CNMR(100MHz，Chloroform-d)；δ＝172.4,141.4,138.5,135.4,133.8,133.7,129.4,129.1,129.0,128.0,127.9,127.6,119.9,50.1,20.9,20.3,-2.5,-2.8.

本应用例表明，在本发明实施例提供的Schiff-CS@Cu材料的催化条件下，2-苯基-N-(对甲苯基)丙烯酰胺的转化率也很高，其硅加成产物的收率达到了82％。

应用例5

本应用例选用实施例1制备得到的Schiff-CS@Cu材料，采用与应用例1基本相同的方法制备β-硅烷化酰胺化合物。唯一区别在于，本应用例所选用的α-丙烯酰胺化合物是2-苯基-N-(4-甲氧基苯基)丙烯酰胺；步骤P1中室温搅拌反应的时间为12h。最终得到β-硅烷化酰胺化合物，产物收率为80％(62.3mg)反应过程为：

目标产物的核磁氢谱和碳谱如下所示：

¹H NMR(400MHz，Chloroform-d)；δ＝7.38-7.35(m,2H),7.27-7.14(m,10H),6.79(s,1H),6.70-6.68(q,2H),3.66(s,3H),3.40-3.36(q,1H),1.78-1.72(q,1H),1.36-1.29(q,1H),0.07(s,3H),0.01(s,3H).

¹³CNMR(100MHz，Chloroform-d)；δ＝172.3,156.4,141.4,138.6,133.8,131.1,129.1,128.1,128.0,127.9,127.6,121.6,114.1,55.6,50.0,20.4,-2.4,-2.7.

本应用例表明，在本发明实施例提供的Schiff-CS@Cu材料的催化条件下，2-苯基-N-(4-甲氧基苯基)丙烯酰胺的转化率也很高，其硅加成产物的收率达到了80％。

应用例6

本应用例选用实施例1制备得到的Schiff-CS@Cu材料，采用与应用例1基本相同的方法制备β-硅烷化酰胺化合物。唯一区别在于，本应用例所选用的α-丙烯酰胺化合物是2-苯基-N-(对氟苯基)丙烯酰胺；步骤P1中室温搅拌反应的时间为12h。最终得到β-硅烷化酰胺化合物，产物收率为87％(65.7mg)。反应过程为：

目标产物的核磁氢谱和碳谱如下所示：

¹H NMR(400MHz，Chloroform-d)；δ＝7.46-7.43(m,2H),7.36-7.24(m,10H),6.96-6.91(q,2H),6.86(s,1H),3.48-3.44(q,1H),1.86-1.80(q,1H),1.44-1.38(q,1H),0.16(s,3H),0.10(s,3H).

¹³CNMR(100MHz，Chloroform-d)；δ＝172.6,160.6,158.1,141.2,138.4,133.9,129.2,129.1,128.0,121.7,121.6,115.7,115.4,50.1,20.4,-2.4,-2.8.

本应用例表明，在本发明实施例提供的Schiff-CS@Cu材料的催化条件下，2-苯基-N-(对氟苯基)丙烯酰胺的转化率也很高，其硅加成产物的收率达到了87％。

应用例7

本应用例选用实施例1制备得到的Schiff-CS@Cu材料，采用与应用例1基本相同的方法制备β-硅烷化酰胺化合物。唯一区别在于，本应用例所选用的α-丙烯酰胺化合物是2-苯基-N-(对氯苯基)丙烯酰胺；步骤P1中室温搅拌反应的时间为12h。最终得到β-硅烷化酰胺化合物，产物收率为90％(70.9mg)。反应过程为：

目标产物的核磁氢谱和碳谱如下所示：

1H NMR(400MHz，Chloroform-d)；δ＝7.45-7.43(m,2H),7.36-7.19(m,12H),6.88(s,1H),3.48-3.43(q,1H),1.85-1.79(q,1H),1.44-1.37(q,1H),0.15(s,3H),0.09(s,3H).

13CNMR(100MHz，Chloroform-d)；δ＝172.5,141.0,138.4,136.5,133.8,129.2,129.1,129.0,128.0,127.9,127.8,121.0,50.3,20.4,-2.4,-2.8.

本应用例表明，在本发明实施例提供的Schiff-CS@Cu材料的催化条件下，2-苯基-N-(对氯苯基)丙烯酰胺的转化率也很高，其硅加成产物的收率达到了90％。

应用例8

本应用例选用实施例1制备得到的Schiff-CS@Cu材料，采用与应用例1基本相同的方法制备β-硅烷化酰胺化合物。唯一区别在于，本应用例所选用的α-丙烯酰胺化合物是2-苯基-N-(4-乙炔基苯基)丙烯酰胺；步骤P1中室温搅拌反应的时间为24h。最终得到β-硅烷化酰胺化合物，产物收率为78％(59.8mg)。反应过程为：

目标产物的核磁氢谱和碳谱如下所示：

¹H NMR(400MHz，Chloroform-d)；δ＝7.35-7.33(m,2H),7.27-7.14(m,12H),6.81(s,1H),3.38-3.34(q,1H),2.91(s,1H),1.75-1.69(q,1H),1.34-1.27(q,1H),0.05(s,3H),0.10(s,3H).

¹³CNMR(100MHz，Chloroform-d)；δ＝172.5,141.0,138.4,138.3,133.8,132.9,129.2,128.0,127.9,127.8,119.2,117.6,83.5,77.5,50.4,20.3,-2.4,-2.8.

本应用例表明，在本发明实施例提供的Schiff-CS@Cu材料的催化条件下，2-苯基-N-(4-乙炔基苯基)丙烯酰胺的转化率也很高，其硅加成产物的收率达到了78％。

通过上述应用例4-8可以得知，采用本发明提供的Schiff-CS@Cu材料，可以利用各种不同的α-丙烯酰胺化合物制备获得相应的β-硅烷化酰胺化合物。

Claims (10)

1.一种壳聚糖席夫碱固载铜材料，其特征在于，原材料包括壳聚糖、L-Boc-脯氨醛/3-吡啶甲醛、水溶性二价铜盐，且三者物质的量之比为：壳聚糖的氨基:L-Boc-脯氨醛/3-吡啶甲醛:水溶性二价铜盐中的Cu²⁺＝1:(2-6):1。

2.根据权利要求1所述的壳聚糖席夫碱固载铜材料，其特征在于，三者物质的量之比为：壳聚糖的氨基:L-Boc-脯氨醛/3-吡啶甲醛:水溶性二价铜盐中的Cu²⁺＝1:4:1。

3.根据权利要求1所述的壳聚糖席夫碱固载铜材料，其特征在于，所述水溶性二价铜盐为硫酸铜、硝酸铜、氯化铜中的一种。

4.一种权利要求1-3任一项所述的壳聚糖席夫碱固载铜材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将壳聚糖、L-Boc-脯氨醛/3-吡啶甲醛加至无水酸性醇溶液中，加入弱酸控制pH值为4.0-5.5，65-85℃下搅拌6-24h，过滤回收粉末，采用无水乙醇和蒸馏水充分洗涤得到固体粉末；

S2、将步骤S1所得粉末加至水溶性二价铜盐的水溶液中，搅拌3-9h；

S3、通过过滤和用无水乙醇、蒸馏水充分洗涤，45-55℃干燥，得到壳聚糖席夫碱固载铜材料。

5.根据权利要求4所述的壳聚糖席夫碱固载铜材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，反应温度为75℃，搅拌时间为12h。

6.根据权利要求4所述的壳聚糖席夫碱固载铜材料的制备方法，其特征在于，步骤S3中干燥温度为50℃，干燥时间12h。

7.一种壳聚糖席夫碱固载铜材料的应用，其特征在于，以α-丙烯酰胺化合物、联硼酸频那醇二甲基苯基硅试剂为原料，利用壳聚糖席夫碱固载铜材料，在室温条件下搅拌均匀，制备β-硅烷化酰胺化合物；

所述壳聚糖席夫碱固载铜材料为使用壳聚糖和L-Boc-脯氨醛/3-吡啶甲醛在酸性乙醇溶液中反应得到壳聚糖席夫碱粉末，然后加入水溶性二价铜盐的水溶液中，使其吸附Cu²⁺后制备而成；

所述α-丙烯酰胺化合物的化学式为：

所述β-硅烷化酰胺化合物的化学式为：

其中，R₁为苯基、对甲基苯基、对甲氧基苯基、对氟苯基、对氯苯基、对乙炔基苯基。

8.根据权利要求7所述的壳聚糖席夫碱固载铜材料的应用，其特征在于，所述壳聚糖席夫碱固载铜材料为权利要求1-3所述的制备方法，或者采用权利要求4所述的制备方法制备得到的壳聚糖席夫碱固载铜材料。

9.根据权利要求7所述的壳聚糖席夫碱固载铜材料的应用，其特征在于，β-硅烷化酰胺化合物的制备方法包括以下步骤：

P1、取α-丙烯酰胺化合物、联硼酸频那醇二甲基苯基硅试剂、壳聚糖席夫碱固载铜材料混合加至水中；以壳聚糖席夫碱固载铜材料中的Cu²⁺为基准，三者的物质的量比为1:2.0:0.01；联硼酸频那醇二甲基苯基硅试剂的浓度为0.2mmol/mL，室温搅拌6-24h；

P2、过滤回收所述壳聚糖席夫碱固载铜材料，使用有机溶剂萃取，干燥、旋蒸，最后经柱层析分离得到β-硅烷化酰胺化合物。

10.根据权利要求9所述的壳聚糖席夫碱固载铜材料的应用，其特征在于，步骤P2中，柱层析所用的乙酸乙酯和石油醚体积比为1:19。

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