[发明专利]氨基酸类离子液体催化合成δ-环戊内酯的方法

说明书

本发明涉及一种氨基酸类离子液体催化环戊酮氧化合成δ‑环戊内酯的方法，其特征在于采用由脯氨酸和天门冬氨酸分别与三氟甲磺酸和磷钨杂多酸按摩尔比1:1合成的离子液体为催化剂，催化过氧化氢氧化环戊酮生成δ‑环戊内酯。氨基酸类离子液体其原料价廉易得、制备方法简单、可生物降解性大，对环境友好；氨基酸类离子液体含有‑COOH功能团，可为环戊酮氧化制备δ‑环戊内酯提供合适的酸性环境，催化活性高；另外，氨基酸类离子液体溶于水，易分离回收，且循环使用效率高。

技术领域

本发明涉及一种δ-环戊内酯的合成方法，具体地说是一种以过氧化氢为氧化剂，以氨基酸类离子液体为催化剂，催化环戊酮发生氧化反应生成δ-环戊内酯的方法，属于催化剂的制备与应用领域。

背景技术

δ-环戊内酯是一种重要的中间体原料，如它是聚交酯的合成原料之一，而聚交酯因其柔软、透明、可生物降解，在医疗领域被广泛用来处理伤口。另外，δ-环戊内酯或其聚合物一般具有广木香、油脂及内酯的香气，不仅可用于洗衣粉、肥皂、古龙水等加香产品中，也可以作为香精用在润发油、香波、防晒用品等日化产品中。目前，δ-环戊内酯的应用领域更加广泛，其需求量也愈来愈大。

δ-环戊内酯的主要合成方法有环戊酮有机过氧酸氧化法、环戊酮分子氧氧化法以及环戊酮生物合成法。利用有机过氧酸对环戊酮进行氧化，继而得到δ-环戊内酯，这是工业上应用最为普遍的合成方法之一。但由于有机过氧酸是非廉价易得的原料，提高了生产成本；且反应之后，得到的δ-环戊内酯含有较多杂质；另外，有机过氧酸自身的不稳定性存在一定的安全隐患。因此，人们开始寻求更为绿色环保、经济实用的δ-环戊内酯的合成方法。作为一种绿色无污染的氧化剂，H₂O₂得到了科研工作者的密切关注，但H₂O₂的氧化能力相对强氧化剂来说较弱，且反应的转化率低，选择性也较差，普遍需要使用催化剂对反应进行催化。目前用于催化H₂O₂氧化环酮制备内酯的催化剂主要有无机/有机酸、过渡金属氧化物和过渡金属配合物等，这些催化剂存在分离困难、不能循环使用等问题。近年来报道的有机/无机高分子担载型催化剂，虽然催化剂可以回收，但是存在活性组分易流失，循环使用效率差等缺点(石油化工，2004，33，684-689；当代化工，2012，41，152-155)。因此，对于新型催化剂的探索成为新的研究方向，人们亟需一种既有良好的催化效果，又无污染可持续的新型催化剂。

作为一种近年来兴起的新型的绿色溶剂或催化剂，离子液体的吸引力不言而喻，由于其不易挥发，蒸汽压低，热稳定性高，对大部分有机物和无机物均有良好的溶解性，在绿色催化等方面具有独特的优势。离子液体具有良好的极性可调性，在水和空气中均比较稳定，便于离子液体的回收以及反应的后处理；另外，可以通过修饰有机阳离子或改变阴离子来对离子液体的结构进行调节，应用前景十分远大。随着各学科之间的相互交叉融合，离子液体的应用范围不断拓宽。在众多的离子液体中，天然季铵类离子液体是具有独特优势的一种。天然季铵类离子液体具有优良的可生物降解性，绿色无毒，对环境友好，符合现代社会和科技发展对催化剂的要求。氨基酸是广泛存在的天然产物之一，因此以氨基酸为原料合成的天然季铵类离子液体成本低廉，制备工艺简单，产率高且易于提纯，具有很大的优势。近年来，氨基酸类离子液体备受研究者青睐。目前，氨基酸类离子液体已用于酸性气体的吸收(CN1709553A)、以及催化合成环状碳酸酯(CN106220566A)和酰胺(CN102039179B)等反应中，并具有良好的效果。

发明内容