[发明专利]含L－脯氨酸基团的布朗斯特酸性化合物及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及含L-脯氨酸为阳离子基团的布朗斯特(Brnsted)酸性化合物及其制备方法和用途。

背景技术

离子液体(ionic liquids)又称为室温离子液体(room temperature ionic liquid)、室温熔融盐(room temperature molten salts)、有机离子液体等，简称RTILs，是指仅由离子组成在室温或或接近室温下为液体的盐。离子液体中只存在阴阳离子，没有中性分子，其主要特点是阳离子较大且不对称，阴离子较小。当前研究的离子液体按阳离子可分为：烷基季铵离子[NR_xH_4-x]⁺；烷基季磷离子[PR_xH_4-x]⁺；1，3-二烷基取代的咪唑离子或称N，N’-二烷基取代的咪唑离子，简记为[R₁R₃I_m]⁺，若2位上还有取代基R₂，则简记为[R₁R₂R₃I_m]⁺；N-烷基取代的吡啶离子，记为[RPy]⁺。按阴离子来分可分为：金属类(如：AlCl₄^-、CuCl₂^-等)和非金属类(如：BF₄^-、PF₆^-、NO₃^-、SbF₆^-、ClO₄^-、CF₃SO₃^-、C₃F₇COO^-、C₄F₉SO₃^-、CF₃COO^-等)。按Lewis酸性可分为：可调酸碱性的离子液体(如AlC₄^-)和中性的离子液体(如BF₄^-、PF₆^-、NO₃^-、SbF₆^-、ClO₄^-等)。离子液体具有无蒸汽压，热稳定好等特性(最高可达300～400℃)，具有良好的导电性，对有机化合物、无机化合物、金属有机化合物、气体(H₂，CO，O₂等)有广泛的溶解性，可以与有机溶剂、水混溶或不溶形成均相、两相或多相反应体系；最引人注意的是其极性，亲水、亲酯性可以通过改变烷基碳链的长短和选择不同的负离子进行调节，因此又被称为可设计的溶剂。离子液体作为新的绿色溶剂在有机合成、新材料、电化学等研究领域中得到了广泛应用。

尽管二烷基咪唑离子液体在有机合成、新材料、电化学等研究领域中具有广泛的应用价值，但是由于其前体甲基咪唑的价格相当昂贵，目前尚无大规模工业生产，市场供应量很小。另外，甲基咪唑类化合物有一定的毒性，其环境相容性也开始受到人们的质疑。因此，发现和研究价格相对低廉，对环境更为友好并更为独特物理化学性质的适合作为离子液体前体具有极为重要的研究和应用价值。

就化学结构而言，L-脯氨酸官能团能提供宽范围的化学结构改性，并赋予理想的特性。这些特性包括水溶性、溶解性、低蒸汽压和配位性等。另外，尤其是L-脯氨酸及其衍生物具有优越的生物兼容性清楚地表明它在化妆品、个人保护用品和医药配方中的有效性和广泛性。若能以L-脯氨酸作为离子液体的正离子构成相应的离子液体则有望表现独特的物理化学性质。与二烷基咪唑类化合物相比，L-脯氨酸环境更为友好且价格相对低廉。到目前为止，还未发现以L-脯氨酸基团作为阳离子基团合成Brnsted酸性离子液体。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含L-脯氨酸基团的Brnsted酸性化合物及其制备方法和用途，所得化合物作为离子液体与现有离子液体相比，具有成本低廉、合成简单、产率高、性质优良、应用广泛等优点。