[发明专利]一种双功能脯氨酸离子液催化剂的制备方法

说明书

技术领域:

本发明属于有机化学合成领域，具体涉及一种双功能脯氨酸离子液催化剂的制备方法。

背景技术：

化学工业在推动人类社会飞速发展的同时，也成为环境污染的主要来源。近年来，“绿色化学”引起科学界越来越多的关注，对化学反应催化剂和溶剂的优化成为绿色化学中最为重要的一环。绿色化学的兴起直接促进了离子液体研究热潮的出现，离子液体（ionic liquid）作为一种新的化学反应溶剂，被誉为21世纪清洁绿色工业中最理想的反应介质之一，由于其具有不同于分子溶剂的特性，在化学反应中呈现出独特的优点，在提高反应速率和选择性以及优化催化剂的循环利用等方面具有明显的优势，已经被广泛地用来取代传统分子溶剂而成为新的反应介质。近年来，离子液体又在催化领域显示出巨大的潜力，以离子液体催化剂替代其他有机催化剂的一些反应，具有反应产率高、易于分离且循环使用多次而催化活性依然很好的特性。因此，离子液体作为一种新型的反应媒介和催化剂，越来越受到人们的重视。

发明内容:

本发明的第一方面目的在于提供一种双功能脯氨酸离子液催化剂的制备方法。

本发明为实现上述目的采取的技术方案如下，

一种双功能脯氨酸离子液催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：称取一定摩尔比的L-脯氨酸和氢卤酸，在室温下持续搅拌反应2小时，减压蒸去水和氢卤酸，再将其置于真空干燥箱，真空80℃下加热1-2小时，得到脯氨酸离子液, 将脯氨酸离子液与路易斯酸混合均匀，再在真空80℃下加热干燥1.5～2h，得到分散均匀的双功能脯氨酸离子液催化剂。

较优的是：

所述的路易斯酸选自CuI、ZnCl₂、FeCl₃、CuCl₂或MgCl₂。

所述的脯氨酸离子液和路易斯酸按摩尔比1:2～2:1混合。

本发明的反应路线如下：

采用上述方法制得的双功能脯氨酸离子液催化剂，由于同时具有Br?nsted和Lewis酸性中心，具有较高的稳定性和活性，且所用试剂价格均非常低廉，可以在反应中重复回收使用而性能保持不变。

本发明的另一方面目的在于提供一种上述制备的双功能脯氨酸离子液催化剂，在催化由缺电子烯烃和烷基胺进行氮杂Michael加成反应中的应用，其特征在于，使用上述方法制备得到的双功能脯氨酸离子液催化剂进行催化，所述的缺电子烯烃为丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯或甲基丙烯酸甲酯；烷基胺为二乙胺、吗啡啉、哌啶或异丙胺。

催化反应方程式如下：

。

本发明的双功能脯氨酸离子液催化剂，在催化上述反应时，具有较高的稳定性和活性，而且在多次循环催化反应后，双功能脯氨酸离子液催化剂的催化活性无明显降低，具有绿色、环保、可循环使用的优点。

以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

附图说明：

图1为本发明实施例1的双功能脯氨酸离子液的红外图谱（FT-IR 5DX 型红外光谱仪（美国Nicolet公司），衰减全反射（ATR））；

图2为本发明实施例3中路易斯酸为CuI的双功能离子液催化反应的产物气相色谱图（岛津GC-14CPTF气相色谱仪，Rtx-1 30mx0.25mmX0.25um）；

图3为本发明实施例1的双功能脯氨酸离子液在循环使用对Michael反应的影响。

具体实施方式:

实施例1：

称取L-脯氨酸（Proline）11.5g（0.1mol）和40%氢溴酸21g（0.11mol），室温搅拌下缓慢滴加40%氢溴酸，30分钟滴完。在室温下继续搅拌反应2小时，减压蒸去水和氢溴酸得到淡黄色液体，再将其置于真空干燥箱，真空加热(80℃)1-2小时，将得到的脯氨酸离子液与9.5g CuI以2:1的摩尔比混合均匀，呈土黄色粘稠液，再真空80℃加热干燥1.5-2h，得到分散均匀的双功能脯氨酸离子液（CuI/Proline（1:2）离子液）。将制得的CuI/Proline（1:2）离子液进行红外图谱分析，CuI/Proline（1:2）离子液的红外图谱显示如图1所示，图中：1460 cm^-1是吡啶吸附在Lewis酸上，而在1630，1640 cm^-1处的弯曲振动吸收峰是吸附在Br?nsted酸上，说明该催化剂的结构中包含Lewis酸和Br?nsted酸。

实施例2：