专利名称：一种噻唑氨基酸盐型离子液体及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种化工产品及其制备技术，具体为一种噻唑氨基酸盐型离子液体及其制备方法。
背景技术：
在对环境保护和资源的可持续利用备受关注的今天，绿色化学是化学发展的必然趋势，是21世纪化学发展的重要方向之一。传统的化学反应和分离过程由于使用大量易挥发的有机溶剂，对环境造成严重污染，绿色化学便是针对污染的来源与特性通过设计新路线、寻找绿色替代化合物与原材料、选择高效催化剂等方法从源头上防止污染的发生。开发挥发性溶剂的替代介质，减少环境污染，是绿色化学的重要内容。而离子液体(英文为 ionic liquid，简写为IL)是在室温或近于室温下呈液态的由离子构成的物质，又称室温熔融盐。离子液体以其良好的导电性、宽的电化学窗口、可以忽略的蒸汽压、可调节的酸碱性以及对有机物、无机物和高聚物良好的溶解性等特点已经或正在电化学、有机合成、催化、 分离等领域被广泛应用，并因其对环境友好等优点成为传统有机溶剂的理想替代品，开展离子液体相关方面的研究工作符合绿色化学发展的需要，是近年来世界各国研究者共同关注的热点。室温下离子液体的各种性能取决于阴、阳离子的结构。原则上，可以根据要求设计室温离子液体，通过改变阳离子上的取代基以及阴离子的种类，能够得到许多种室温离子液体，因此室温离子液体的品种众多。氨基酸型离子液体具有较强的形成氢键的能力，能够溶解DNA、纤维素和其他碳水化合物，可以作为手性溶剂和新型功能材料，在生命科学研究和医药工业中将会有广泛的用途。由于其具有很好的生物相容性，氨基酸型离子液体是新一代对环境更加友好和更加绿色的离子液体。Fukumoto等在J. AM. CHEM. S0C. (2005,127,2398-2399)报道了咪唑氨基酸盐型离子液体的合成，以及一系列离子液体的物理化学性质。关伟等在Journal of Solution Chemistry (2009，38，1463-1469)报道了咪唑氨基酸盐离子液体的热力学性质。 目前关于咪唑氨基酸盐离子液体的基础研究正在逐步兴起，但是还没有噻唑氨基酸盐离子液体的报道。为丰富氨基酸离子液体的种类，扩展氨基酸离子液体的基础研究，我们还需要做大量的工作。由于噻唑氨基酸盐型离子液体具有环保性、多样性、强溶解性和生物相容性等多种优点，在药物化学、有机化学和工业化学中具有广泛的应用前景。
发明内容
针对现有技术的基础研究比较缺乏，所得产品生物相容性较差，本发明所要解决的技术问题是，提供一种新型噻唑氨基酸盐型离子液体及其制备方法。该类型离子液体具有成本低，不挥发，热稳定性好，易于实际应用等特点。该制备方法具有操作简单，产品收率高，便于工业化实施等特点。本发明解决所述离子液体技术问题的技术方案是，设计一种噻唑氨基酸盐型离子液体，该离子液体具有以下结构通式A+B_，
其中，A+具有如下结构通式
权利要求
1. 一种噻唑氨基酸盐型离子液体，该离子液体具有以下结构通式A+B_，其中，A+具有如下结构通式
2.按照权利要求1所述的噻唑非氨基酸盐型离子液体，其特征在于所述的I^、I 2、R3为 Cl C4烷基、直链或支链烷基、丙烯基、苯甲基或羟乙基；按照权利要求1所述的噻唑氢氧化型离子液体，其特征在于所述的R1A2A3为Cl C4烷基、直链或支链烷基、丙烯基、苯甲基或羟乙基；按照权利要求1所述的噻唑氨基酸盐型离子液体，其特征在于所述的RpI^R3 为Cl C4烷基、直链或支链烷基、丙烯基、苯甲基或羟乙基。
3.按照权利要求1所述的噻唑非氨基酸盐型离子液体，其特征在于所述的B—选自以下阴离子的一种氯离子、溴离子、碘离子、醋酸根离子、硫酸根离子、亚硫酸根离子、硝酸根离子、四氟硼酸根离子、硫氰酸根离子、六氟磷酸根离子、对甲苯磺酸根离子或三氟甲磺酸根离子；按照权利要求1所述的噻唑氢氧化型离子液体，其特征在于所述的B—为氢氧根离子； 按照权利要求1所述的噻唑氨基酸盐型离子液体，其特征在于所述的B—选自氨基酸阴离子中的一种；按照权利要求1所述的噻唑氨基酸盐型离子液体，其特征在于所述的氨基酸阴离子选自甘氨酸阴离子、D-丙氨酸阴离子、L-丙氨酸阴离子、DL-丙氨酸阴离子、D-缬氨酸阴离子、L-缬氨酸阴离子、DL-缬氨酸阴离子、D-亮氨酸阴离子、L-亮氨酸阴离子、DL-亮氨酸阴离子、D-异亮氨酸阴离子、L-异亮氨酸阴离子、DL-异亮氨酸阴离子、D-苯丙氨酸阴离子、L-苯丙氨酸阴离子、DL-苯丙氨酸阴离子、D-半胱氨酸阴离子、L-半胱氨酸阴离子、 DL-半胱氨酸阴离子、D-胱氨酸阴离子、L-胱氨酸阴离子、DL-胱氨酸阴离子、D-苏氨酸阴离子、L-苏氨酸阴离子、DL-苏氨酸阴离子、D-谷氨酸阴离子、L-谷氨酸阴离子、DL-谷氨酸阴离子、D-谷酰胺阴离子、L-谷酰胺阴离子、DL-谷酰胺阴离子、D-天冬氨酸阴离子、L-天冬氨酸阴离子、DL-天冬氨酸阴离子、D-天冬酰胺阴离子、L-天冬酰胺阴离子、DL-天冬酰胺阴离子、D-蛋氨酸阴离子、L-蛋氨酸阴离子、DL-蛋氨酸阴离子、D-丝氨酸阴离子、L-丝氨酸阴离子、DL-丝氨酸阴离子、D-脯氨酸阴离子、L-脯氨酸阴离子、DL-脯氨酸阴离子、 D-酪氨酸阴离子、L-酪氨酸阴离子、DL-酪氨酸阴离子、D-色氨酸阴离子、L-色氨酸阴离子、DL-色氨酸阴离子、D-赖氨酸阴离子、L-赖氨酸阴离子、DL-赖氨酸阴离子、D-精氨酸阴离子、L-精氨酸阴离子、DL-精氨酸阴离子、D-组氨酸阴离子、L-组氨酸阴离子、DL-组氨酸阴离子、D-鸟氨酸阴离子、L-鸟氨酸阴离子、DL-鸟氨酸阴离子、β -丙氨酸阴离子、2-氨基丁酸阴离子、3-氨基丁酸阴离子、4-氨基丁酸阴离子、2-氨基异丁酸阴离子、3-氨基异丁酸阴离子、2-氨基戊酸阴离子、2-氨基己酸阴离子、6-氨基己酸阴离子、α -氨基苯丙酸阴离子、S- β -氨基苯丙酸阴离子、3-氨基苯丙酸阴离子。
4.根据权利要求1-3中所述的噻唑氨基酸盐型离子液体的制备工艺为制备噻唑非氨基酸盐型离子液体；通过阴离子交换反应将噻唑非氨基酸盐型离子液体转换为噻唑氢氧化型离子液体；通过氨基酸和噻唑氢氧化型离子液体之间的中和反应制备噻唑氨基酸盐型离子液体。
5.根据权利要求4中所述的噻唑非氨基酸盐型离子液体的制备工艺为将4-甲基噻唑和4-甲基-5-(2-羟乙基)噻唑分别与1-氯丁烷、1-溴丁烷、2-氯乙醇、2-溴乙醇、烯丙基氯、烯丙基溴按1 1 2 1的摩尔比相混合，在所得的12种混合溶液中分别加入 20 40ml乙腈作为溶剂，加热搅拌均勻，保持温度40 90°C，反应2 50小时后，蒸干溶剂得到所述的8种噻唑非氨基酸盐型离子液体。
6.根据权利要求4中所述的噻唑氢氧化型离子液体的制备工艺为将3-丁基-4-甲基-5-(2-羟乙基)噻唑盐酸盐、3-丁基-4-甲基噻唑盐酸盐、3-羟乙基-4-甲基噻唑盐酸盐和3-乙烯基-4-甲基噻唑盐酸盐分别与纯水按1 1 10 1的质量比相混合，把所得的4种混合溶液分别自上而下流过阴离子交换柱，滴加结束后用纯水洗涤，收集洗涤液提纯获得4种噻唑氢氧化型离子液体，至检测到洗涤液中性为止。
7.根据权利要求4中所述的噻唑氨基酸盐型离子液体的制备工艺为将4种噻唑氢氧化型离子液体与甘氨酸按1 1 2 1的摩尔比相混合，于冰水浴中搅拌2 对小时后， 将所得的4种混合溶液在20 80°C下真空旋蒸除去水分，在20 80°C下真空干燥M 48小时后，分别加入20 40ml的乙腈作为溶剂除去未反应的噻唑氢氧化型离子液体，通过旋转蒸发和真空干燥除去残留的乙腈，获得4种噻唑氨基酸盐型离子液体。
8.按照权利要求1-7任一项所述的噻唑非氨基酸盐型离子液体，其特征在于所述的噻唑非氨基酸盐型离子液体为3-丁基-4-甲基-5-(2-羟乙基)噻唑盐酸盐，3-丁基-4-甲基噻唑盐酸盐，3-羟乙基-4-甲基噻唑盐酸盐，3-乙烯基-4-甲基噻唑盐酸盐，3-丁基-4-甲基-5-(2-羟乙基)噻唑溴酸盐，3-丁基-4-甲基噻唑溴酸盐，3-羟乙基-4-甲基噻唑溴酸盐，3-乙烯基-4-甲基噻唑溴酸盐8个品种；(1)所述3- 丁基-4-甲基-5-(2-羟乙基)噻唑盐酸盐的结构式为
9.按照权利要求1-7任一项所述的噻唑氢氧化型离子液体，其特征在于所述的噻唑氢氧化型离子液体为3-丁基-4-甲基-5-(2-羟乙基)噻唑氢氧化型离子液体，3-丁基-4-甲基噻唑氢氧化型离子液体，3-羟乙基-4-甲基噻唑氢氧化型离子液体，3-乙烯基-4-甲基噻唑氢氧化型离子液体4个品种；(1)所述3-丁基-4-甲基-5-(2-羟乙基)噻唑氢氧化型离子液体的结构式为 S . .OH
10.按照权利要求1-7任一项所述的噻唑氨基酸盐型离子液体，其特征在于所述的噻唑氨基酸盐型离子液体为3-丁基-4-甲基-5-(2-羟乙基)噻唑甘氨酸盐型离子液体， 3-丁基-4-甲基噻唑甘氨酸盐型离子液体，3-羟乙基-4-甲基噻唑甘氨酸盐型离子液体， 3-乙烯基-4-甲基噻唑甘氨酸盐型离子液体4个品种；(1)所述3-丁基-4-甲基-5-(2-羟乙基)噻唑甘氨酸盐型离子液体的结构式为
全文摘要
本发明涉及一种噻唑氨基酸盐型离子液体及其制备方法。该离子液体具有以下结构通式A+B-，其中，所述的A+具有含R1、R2、R3结构通式，通式中R1、R2、R3符合以下规则a)至少含有1个碳原子；b)不多于20个碳原子；所述的B-选自氨基酸阴离子中的一种，制备方法为制备噻唑非氨基酸盐型离子液体；通过阴离子交换反应将噻唑非氨基酸盐型离子液体转换为噻唑氢氧化型离子液体；通过氨基酸和噻唑氢氧化型离子液体之间的中和反应制备噻唑氨基酸盐型离子液体。由于其具有环保性、多样性、强溶解性和生物相容性等多种优点，噻唑氨基酸盐型离子液体是新一代对环境更加友好和更加绿色的离子液体，在药物化学、有机化学和工业化学中具有广泛的应用前景。
文档编号C07D277/24GK102153523SQ201110043890
公开日2011年8月17日 申请日期2011年2月24日 优先权日2011年2月24日
发明者宋俊, 杨芳, 王清凯, 程博闻, 臧洪俊 申请人:天津工业大学