噻唑衍生物的合成及離子液體在甲殼素生物質(zhì)轉(zhuǎn)化中的應(yīng)用研究.pdf

1、噻唑衍生物以其突出的藥物和生物活性，在農(nóng)藥研發(fā)、藥物化學(xué)等領(lǐng)域已經(jīng)廣泛應(yīng)用。并且，關(guān)于新型噻唑類衍生物的研究也一直受到科學(xué)工作者的密切關(guān)注。綠色化學(xué)，主要強(qiáng)調(diào)從原料到產(chǎn)品全過程的環(huán)境友好，已經(jīng)成為當(dāng)今化學(xué)的研究熱點(diǎn)和前沿。近來，離子液體以其優(yōu)良的物化性質(zhì)，作為溶劑、催化劑在催化反應(yīng)、有機(jī)反應(yīng)中發(fā)揮了重要作用。5-羥甲基糠醛(HMF)作為重要的化工平臺(tái)化合物，在醫(yī)藥、合成樹脂以及生物燃料添加劑等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值。作為地球上第二大可再

2、生自然資源殼聚糖，已經(jīng)在功能材料、食品工業(yè)、農(nóng)業(yè)及紡織工業(yè)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。若將其用于轉(zhuǎn)化為能源平臺(tái)化合物，必將會(huì)產(chǎn)生重大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。本研究不僅合成了新型的噻唑類化合物，也探索了一條有效的轉(zhuǎn)化殼聚糖制備HMF的綠色方法，并研究了其在離子液體中降解的機(jī)理。為殼聚糖轉(zhuǎn)化為能源化合物提供了依據(jù)。
　　本論文主要進(jìn)行了以下四方面的研究:
　　1、噻唑衍生物具有非常重要的藥物及生物活性。本文合成了2-甲基-4H-吡咯并[2，3

3、-d]噻唑?yàn)樵?，依次進(jìn)行Tos反應(yīng)、溴代以及硼酸酯化反應(yīng)，最終得到2-甲基-6-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧硼雜環(huán)戊烷-2-基)-4-（4-甲基苯磺酰基）吡咯并[2,3-d]噻唑，合成了三種噻唑衍生物，進(jìn)一步豐富了噻唑類化合物的種類，為噻唑類醫(yī)藥中間體的研制提供了新的選擇。
　　2、固體酸性催化劑已經(jīng)在水解碳水化合物研究中展現(xiàn)了良好的效果，然而將其用于催化殼聚糖制備HMF的研究較少。本文合成了一系列的固體酸，并且將

4、其應(yīng)用于轉(zhuǎn)化殼聚糖/甲殼素制備HMF的研究之中。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)酸性硅膠SG/IL具有較高的催化性能，并且對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行TG/DTG、FTIR、XRD表征。且對反應(yīng)的溶劑、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度進(jìn)行了優(yōu)化，發(fā)現(xiàn)在溶劑純水中，HMF產(chǎn)率最高。反應(yīng)后的固體殘?jiān)?jīng)FTIR與殼聚糖原料對比，重要官能團(tuán)結(jié)構(gòu)仍然存在并且主要多糖鏈結(jié)構(gòu)在反應(yīng)后依然保留下來。
　　3、使用Design-Expert8.0軟件對SG/IL催化殼聚糖制備HMF的反應(yīng)條件進(jìn)行中心

5、復(fù)合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和響應(yīng)面分析，得到了線性模型（回歸方程）和最佳反應(yīng)條件:反應(yīng)時(shí)間為5.82 h，反應(yīng)溫度為185.26℃，催化劑用量為3.3 g。并且在最佳反應(yīng)條件下直接轉(zhuǎn)化殼聚糖/甲殼素分別得到HMF產(chǎn)率為31.4和21 mol％。
　　4、通過對離子液體催化殼聚糖后水溶液進(jìn)行了LC-MS檢測，證實(shí)了水溶性低聚糖分子的存在。并進(jìn)一步對離子液體催化殼聚糖水解、脫水制備HMF反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)殼聚糖水解成水溶性低聚寡糖并在端糖處發(fā)