一种基于聚离子液体磁性纳米粒子、制备方法及其在三组分反应中的应用
【专利摘要】本发明公开了一种基于聚离子液体磁性纳米粒子、制备方法及其在三组分反应中的应用。本发明的技术方案要点为：首先通过RAFT活性聚合对离子液体单体进行均聚得到含有双硫酯基团的聚离子液体再将其与磁性纳米粒子RAFT偶合得到基于聚离子液体磁性纳米粒子，其结构如下：本发明还具体公开了该基于聚离子液体磁性纳米粒子的制备方法及其在三组分反应中的应用。本发明通过研究基于聚离子液体磁性纳米粒子在三组分反应的催化作用，成功制备得到了药物中间体，并显示出很高的催化活性，简化了合成步骤，降低了生产成本，提高了原子利用率，实现了最大化的绿色合成。
【专利说明】
-种基于聚离子液体磁性纳米粒子、制备方法及其在Ξ组分 反应中的应用
技术领域
[0001] 本发明属于聚离子液体催化Ξ组分反应技术领域，具体设及一种基于聚离子液体 磁性纳米粒子制备方法及其在Ξ组分反应中的应用。
【背景技术】
[0002] 21世纪是绿色化学的时代，越来越多的化学家致力于绿色合成，所谓绿色，就是从 最少成本、最大收率着手，尽量选择没有毒害的反应物、试剂或催化剂，W达到对环境友好 的目的。基于运个理念，我们考虑从反应溶剂出发，选择对环境友好的绿色溶剂(如水或乙 醇)作为反应溶剂。然而，由于许多有机化合物不溶于运些绿色溶剂和活性中间体，造成催 化过程中是非均相的，所W发展绿色溶剂仍存在许多问题。
[0003] 离子液体是在室溫或者室溫附近呈液体状态的烙融盐，它完全由有机阳离子和无 机或有机阴离子构成。而聚离子液体能在反应过程中发挥相转移催化剂的作用，作为溶剂 的很多性能优于普通有机溶剂，其性质的优化可通过改变组成离子液体的阴阳离子组合来 实现，而且聚离子液体本身具有碱性，可W作为催化剂催化有机合成反应。但是聚离子液体 由于回收复杂，成本高等问题，所W-直难W实现工业化。多组分反应，即指Ξ个或Ξ个W 上的起始原料进入反应，在终产物结构中含有所有原料的片段的合成方法。多组分反应可 W实现快速大量地合成具有结构多样性和复杂性的化合物和建立相应的化合物库，因而引 起了药物化学家们的广泛关注。
[0004] 目标分子Α，作为一种重要的药物中间体可W用来合成化挫并[3,4-b]哇嘟衍生物 B，其拥有一种范围广泛的药性，如抗病毒和抗菌剂，对致癌因子和环氧合酶具有抑制作用， 除此之外，运些化合物还具有发光和巧光的特性。但发展在水中的催化合成目标分子还尚 未报道。在此我们利用基于聚离子液体磁性纳米粒子作为催化剂，使用一锅法在绿色溶剂 中合成了目标分子A，流程简单且回收利用效率高。
[0005]
【发明内容】
[0006] 本发明解决的技术问题是提供了一种基于聚离子液体磁性纳米粒子及其制备方 法，首先通过RAFT活性聚合对离子液体单体进行均聚得到具有双硫醋基团的聚离子液体， 再将其与具有反应活性双键的磁性纳米粒子RAFT偶合制备了基于聚离子液体磁性纳米粒 子，该具有聚合物离子刷结构的磁性纳米粒子在水和乙醇中均对=组分反应具有较好的催 化作用，此外运种磁性纳米粒子又可通过磁铁吸附分离，从而实现催化剂的回收和重复使 用。
[0007]本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种基于聚离子液体磁性纳米粒 子，其特征在于:首先通过RAFT活性聚合对离子液体单体进行均聚得到含有双硫醋聚基团 的离子液伟再将其与磁性纳米粒子RAFT偶合得
，. 到基于聚离子液体磁性纳米粒子，其结构如下：
[000引
σ
[0009] 本发明所述的基于聚离子液体磁性纳米粒子的制备方法，其特征在于具体步骤 为;称取表面具有双键的化地4纳米球0.15g加入到反应瓶中，超声分散5-30min后，依次加入 含有双硫醋基团的聚离子液体〇.25g、偶氮二异下腊4mg、二甲基甲酯胺30mL和Ξ乙胺ImL， 冻抽5次后在化条件下于75°C反应4她，反应结束后磁分离，固体产物依次用二甲基甲酯胺、 四氨巧喃和甲醇各离屯、Ξ遍，将固体产物置于真空干燥箱中于40°C真空干燥2地制得基于 聚离子液体磁性纳米粒子。
[0010] 本发明所述的基于聚离子液体磁性纳米粒子的制备方法，其特征在于所述聚离子 液体的具体合成过程为：依次称取离子液体单体、二硫代苯甲酸异丙苯基醋和偶氮二异下 腊溶于二甲基甲酯胺中，其中离子液体单体、二硫代苯甲酸异丙苯基醋和偶氮二异下腊的 摩尔比为100-150:1:0.2,完全溶解后密封，采用冻融五次法来除去体系中的氧气，将反应 瓶放在油浴锅中于70°C揽拌反应2地，反应结束后，在乙酸中沉淀，离屯、，将固体用四氨巧喃 溶解除去溶剂，然后于30°C真空干燥24h得到浅黄色固体产物含有双硫醋基团的聚离子液 体。
[0011] 本发明所述的基于聚离子液体磁性纳米粒子的制备方法，其特征在于制备过程的 具体反应方程式为：
[0012]
[0013] 本发明所述的基于聚离子液体磁性纳米粒子在催化Ξ组分反应中的应用。
[0014] 本发明所述的基于聚离子液体磁性纳米粒子在催化Ξ组分反应中的应用，其特征 在于具体过程为：依次称取间硝基苯甲醒0. 〇567g和2-径基-1，4-糞酿0.065：3g置于反应瓶 中，加入4mL水或乙醇揽拌超声，待充分混合后加入基于聚离子液体磁性纳米粒子0.1521g， 揽拌回流，TLC跟踪反应，待反应完全后加入3-氨基-5-甲基化挫0.03637g，继续回流反应 24h得到目标产物，其中基于聚离子液体磁性纳米粒子通过磁性分离回收后重复循环使用， 反应过程的具体反应方程式为：
[0015]
[0016] 本发明与现有技术相比具有W下优点：
[0017] 1、通过聚离子液体的相转移催化的作用，使得反应物与中间体能够很好的溶于 水，解决了水作为反应溶剂的问题；
[0018] 2、通过研究基于聚离子液体磁性纳米粒子在Ξ组分反应的催化作用，成功制备得 到了药物中间体，并显示出很高的催化活性，简化了合成步骤，降低了生产成本，提高了原 子利用率，实现了最大化的绿色合成；
[0019] 3、通过RAFT偶合的方法将聚离子液体与磁性纳米粒子进行接枝，便于回收和利 用，提高了经济效益。
【具体实施方式】
[0020] W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W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。
[0021] 实施例1
[0022] 含双硫醋基团的聚离子液体的制备
[00Z3]依次称取离子液体单体（2.76肖，9.1279111111〇1)、二硫代苯甲酸异丙苯基醋 (16.28mg，0.06mmo 1)和偶氮二异下腊（2mg，0.0122mmo 1)溶于5血二甲基甲酯胺中，完全溶 解后密封。采用冻融五次法来除去体系中的氧气，将反应瓶放在的油浴锅中于7(TC揽拌反 应2地。反应结束后，在乙酸中沉淀离屯、，将固体用最少量的四氨巧喃溶解除去溶剂，然后于 30°C真空干燥24h得到浅黄色固体产物含双硫醋基团的聚离子液体。
[0024] 实施例2
[0025] 基于聚离子液体磁性纳米粒子的制备
[00%] 依次称取表面具有双键的化3〇4纳米球0.1 5g加入到反应瓶中，超声分散5-30min 后，依次加入含双硫醋基团的聚离子液体0.25g、偶氮二异下腊4mg、二甲基甲酯胺30血和Ξ 乙胺ImL。冻抽5次后在化条件下于75°C反应4她。反应结束后磁分离，固体产物依次用二甲 基甲酯胺、四氨巧喃和甲醇各离屯、Ξ遍，将固体产物置于真空干燥箱中于40°C真空干燥24h 制得基于聚离子液体磁性纳米粒子。
[0027]实施例3
[00%]基于聚离子液体磁性纳米粒子在水中催化Ξ组分反应
[0029] 依次称取间硝基苯甲醒0.0567g和2-径基-1,4-糞酿0.065：3g置于反应瓶中，加入 4mL水揽拌超声，待充分混合后加入基于聚离子液体磁性纳米粒子0.1521g，揽拌回流，TLC 跟踪反应，待反应完全后加入3-氨基-5-甲基化挫0.03637g，继续回流反应24h产物产率为 70%。
[0030] 实施例4
[0031] 将实施例3中的反应液通过磁分离得到回收的基于聚离子液体磁性纳米粒子，乙 醇洗涂烘干后，作为催化剂重复实施例3,回流反应24h产物收率为75%。
[0032] 实施例5
[0033] 将实施例4中的反应液通过磁分离得到回收的基于聚离子液体磁性纳米粒子，乙 醇洗涂烘干后，作为催化剂重复实施例3,回流反应24h产物产率为75%。
[0034] 实施例6
[0035] 将实施例5中的反应液通过磁分离得到回收的基于聚离子液体磁性纳米粒子，乙 醇洗涂烘干后，作为催化剂重复实施例3,回流反应24h产物收率为70%。
[0036] 实施例7
[0037] 基于聚离子液体磁性纳米粒子在乙醇中催化Ξ组分反应
[003引依次称取间硝基苯甲醒0.0567g和2-径基-1，4-糞酿0.065：3g置于反应瓶中，加入 4mL乙醇揽拌超声，待充分混合后加入基于聚离子液体磁性纳米粒子0.1521g，揽拌回流， TLC跟踪反应，待反应完全后加入3-氨基-5-甲基化挫0.03637g，继续回流反应24h产物收率 为 75%。
[0039] 实施例8
[0040] 将实施例7中的反应液通过磁分离得到回收的基于聚离子液体磁性纳米粒子，乙 醇洗涂烘干后，作为催化剂重复实施例7,回流反应24h产物收率为80%。
[0041 ] 实施例9
[0042]将实施例8中的反应液通过磁分离得到回收的基于聚离子液体磁性纳米粒子，乙 醇洗涂烘干后，作为催化剂重复实施例7,回流反应24h产物收率为70%。
[00创实施例10
[0044] 将实施例9中的反应液通过磁分离得到回收的基于聚离子液体磁性纳米粒子，乙 醇洗涂烘干后，作为催化剂重复实施例7,回流反应24h产物收率为70%。
[0045] W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，运些变化和改进均落入 本发明保护的范围内。
【主权项】
1. 一种基于聚离子液体磁性纳米粒子，其特征在于:首先通过RAFT活性聚合对离子液 体单体进行均聚得到含有双硫醋基团的聚离子液体 再将其与磁性纳米粒子RAFT偶合得到基于聚,\ 离子液体磁性纳米粒子，其结构如下：2. -种基于聚离子液体磁性纳米粒子的制备方法，其特征在于具体步骤为;称取表面 具有双键的化3〇4纳米球0.15g加入到反应瓶中，超声分散5-30min后，依次加入含有双硫醋 基团的聚离子液体0.25g、偶氮二异下腊4mg、二甲基甲酯胺30血和Ξ乙胺ImL，冻抽5次后在 化条件下于75°C反应4她，反应结束后磁分离，固体产物依次用二甲基甲酯胺、四氨巧喃和 甲醇各离屯、Ξ遍，将固体产物置于真空干燥箱中于40°C真空干燥2地制得基于聚离子液体 磁性纳米粒子。3. 根据权利要求2所述的基于聚离子液体磁性纳米粒子的制备方法，其特征在于所述 聚离子液体的具体合成过程为：依次称取离子液体单体、二硫代苯甲酸异丙苯基醋和偶氮 二异下腊溶于二甲基甲酯胺中，其中离子液体单体、二硫代苯甲酸异丙苯基醋和偶氮二异 下腊的摩尔比为100-150:1:0.2,完全溶解后密封，采用冻融五次法来除去体系中的氧气， 将反应瓶放在油浴锅中于70°C揽拌反应2地，反应结束后，在乙酸中沉淀，离屯、，将固体用四 氨巧喃溶解除去溶剂，然后于30°C真空干燥24h得到浅黄色固体产物含有双硫醋基团的聚 离子液体。4. 根据权利要求2所述的基于聚离子液体磁性纳米粒子的制备方法，其特征在于制备 过程的具体反应方程式为：5. 权利要求1所述的基于聚离子液体磁性纳米粒子在催化Ξ组分反应中的应用。6. 根据权利要求5所述的基于聚离子液体磁性纳米粒子在催化Ξ组分反应中的应用， 其特征在于具体过程为:依次称取间硝基苯甲醒0. 〇567g和2-径基-1，4-糞酿0.0653g置于 反应瓶中，加入4mL水或乙醇揽拌超声，待充分混合后加入基于聚离子液体磁性纳米粒子 0.1521g，揽拌回流，TLC跟踪反应，待反应完全后加入3-氨基-5-甲基化挫0.03637g，继续回 流反应24h得到目标产物，其中基于聚离子液体磁性纳米粒子通过磁性分离回收后重复循 环使用，反应过程的具体反应方程式为：
【文档编号】C08F126/06GK105964306SQ201610293083
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月3日
【发明人】李新娟, 王凯, 贾献彬, 胡志国
【申请人】河南师范大学