一种离子液体催化聚乳酸胺解制备N-取代乳酰胺的方法

本发明属于废弃塑料回收利用，具体涉及一种利用离子液体催化聚乳酸(pla)胺解制备n-取代乳酰胺的新方法。

背景技术：

1、聚乳酸在生活生产中得到广泛应用，但其大量积累，给环境和人类生存带来巨大压力。因此，在双碳背景下，聚乳酸的降解显得尤为重要。目前，聚乳酸的解聚方法主要包括水解、醇解、氨解等，由其化学转化制备的化学品种类还比较有限。n-取代乳酰胺类物质是一类重要的化工原料，在医药、生物等领域得到广泛应用。目前此类化合物的合成方法主要包括：高温下铜或铁催化乳酰胺与芳胺(芳香碘化物)反应法、“锌/聚甲基氢硅氧烷”还原n-取代-2-氧代丙酰胺法、碱催化乳酸酯与芳胺反应法、碱催化2-卤代-n-芳基乳酰胺羟基化法、乳酸与芳胺反应法等，普遍存在反应复杂、反应效率低，金属催化剂残留、分离困难等问题。为顺应绿色可持续发展需要，发展高性能绿色制备n-取代乳酰胺类物质新方法具有重要意义。

2、离子液体是由有机阳离子和无机/有机阴离子组成化合物。通过阴阳离子的功能设计，可赋予离子液体不同的功能，在诸多领域已得到应用。尤其，离子液体体系中氢键、静电等相互作用，可实现无金属条件下催化化学反应，显示独特的性能，为新型催化体系和化学反应新方法提供了发展机遇。无金属条件下，利用离子液体催化聚乳酸胺解制备n-取代乳酰胺类物质的研究和技术未见报道。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种温和条件下利用离子液体催化聚乳酸胺解制备n-取代乳酰胺类物质的新方法。

2、本发明所提供的制备n-取代乳酰胺类物质的新方法，包括如下步骤：

3、以离子液体为溶剂和/或催化剂，使聚乳酸与有机胺类化合物进行胺解反应，生成所述n-取代乳酰胺类物质。

4、上述方法中，所述有机胺类化合物，包括苯胺、对甲苯胺、间甲苯胺、对甲氧基苯胺等芳香胺，苄胺、丁胺、丙胺、二丙胺等脂肪胺，苯肼、对甲基苯肼、间甲基苯肼、对甲氧基苯肼等芳香肼类化合物。

5、如下所示为部分有机胺的名称和化学结构式。

6、芳香胺：

7、脂肪胺：

8、芳香肼：

9、上述方法中，所述n-取代乳酰胺类物质主要为n-芳基乳酰胺、n-脂肪基乳酰胺和n-芳基乳酰肼，部分化合物的名称和化学结构式如下所示。

10、n-芳香乳酰胺：

11、n-脂肪基乳酰胺：

12、n-芳香基乳酰肼：

13、上述方法中，所述离子液体主要为能催化聚乳酸胺解的离子液体，部分离子液体的名称和化学结构式如下所示。

14、

15、上述方法中，所述离子液体与聚乳酸(单体单元)的摩尔比选为1:100～10:1，优选1:10～8:1，具体如1:0.5、1:1、1:2、1:5、1:10、5:1、10:1。

16、上述方法中，所述有机胺类化合物与聚乳酸(单体单元)的摩尔比选为20:1～1:1，优选1.2:1～10:1，具体如1.2:1、2:1、5:1、8:1、10:1。

17、上述方法中，所述反应的反应温度优选为80～180℃，具体如120℃。

18、上述方法中，所述反应的反应时间为5～20h，具体如12h。

19、上述方法中，所述反应可在耐压反应器中进行，如耐压反应管。

20、所述方法还包括：反应结束后从反应体系中通过柱层析分离n-取代乳酰胺类物质的步骤。

21、具体方法如下：反应结束后，向反应体系中加入饱和氯化钠溶液，静置5分钟；用乙酸乙酯萃取3次，合并有机相，无水硫酸钠干燥，浓缩，经硅胶色谱柱纯化，即得产物。

22、本发明所提供的离子液体催化聚乳酸胺解制备n-取代乳酰胺的方法，具有高效、简单、反应条件温和、无金属参与等优点，具有较强的工业应用前景。

技术特征：

1.一种制备n-取代乳酰胺类物质的方法，包括如下步骤：以离子液体为溶剂和/或催化剂，使聚乳酸与有机胺类化合物进行胺解反应，生成所述n-取代乳酰胺类物质。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述n-取代乳酰胺类物质包括n-芳基乳酰胺、n-脂肪基乳酰胺和n-芳基乳酰肼。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述n-取代乳酰胺类物质选自下述任意一种：

4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于：所述离子液体为能催化聚乳酸胺解的离子液体，选自下述至少一种：1-乙基-3-甲基咪唑乙酸盐、1-丙基-3-甲基咪唑乙酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑乳酸盐、1-丙基-3-甲基咪唑乳酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑乳酸盐、四丁基乳酸膦、四甲基乳酸铵、四乙基乳酸铵和四丁基乳酸铵。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于：所述有机胺类化合物，包括芳香胺、脂肪胺、芳香肼类化合物。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述芳香胺包括苯胺、对甲苯胺、间甲苯胺、对甲氧基苯胺；所述脂肪胺包括苄胺、丁胺、丙胺、二丙胺；所述芳香肼类化合物包括苯肼、对甲基苯肼、间甲基苯肼、对甲氧基苯肼。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于：所述离子液体与聚乳酸单体单元的摩尔比选为1:100～10:1；

8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于：

9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其特征在于：所述方法还包括：反应结束后从反应体系中通过柱层析分离n-取代乳酰胺类物质的步骤。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述步骤具体如下：反应结束后，向反应体系中加入饱和氯化钠溶液，静置5分钟；用乙酸乙酯萃取3次，合并有机相，无水硫酸钠干燥，浓缩，经硅胶色谱柱纯化，即得产物。

技术总结
本发明公开了一种利用离子液体催化聚乳酸胺解制备N‑取代乳酰胺的方法。该方法包括如下步骤：以离子液体为溶剂和/或催化剂，使聚乳酸与有机胺类化合物进行胺解反应，生成所述N‑取代乳酰胺类物质。本发明方法无需其他过渡金属催化剂，反应条件温和，无副产物，具有很强的工业应用前景。

技术研发人员：吴丰田,刘志敏,赵燕飞,韩布兴,汤旻昊
受保护的技术使用者：中国科学院化学研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4