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)、藥物化學等領域已經(jīng)廣泛應用。并且，關于新型噻唑類衍生物的研究也一直受到科學工作者的密切關注。綠色化學，主要強調(diào)從原料到產(chǎn)品全過程的環(huán)境友好，已經(jīng)成為當今化學的研究熱點和前沿。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、有機反應中發(fā)揮了重要作用。5-羥甲基糠醛(HMF)作為重要的化工平臺化合物，在醫(yī)藥、合成樹脂以及生物燃料添加劑等領域具有重要的應用價值。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)等領域得到廣泛應用。若將其用于轉(zhuǎn)化為能源平臺化合物，必將會產(chǎn)生重大的經(jīng)濟和社會效益。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]噻唑為原料，依次進行Tos反應、溴代以及硼酸酯化反應，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?；┻量┎2,3-d]噻唑，合成了三種噻唑衍生物，進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，并且對其結構進行TG/DTG、FTIR、XRD表征。且對反應的溶劑、反應時間、反應溫度進行了優(yōu)化，發(fā)現(xiàn)在溶劑純水中，HMF產(chǎn)率最高。反應后的固體殘渣經(jīng)FTIR與殼聚糖原料對比，重要官能團結構仍然存在并且主要多糖鏈結構在反應后依然保留下來。
　　3、使用Design-Expert8.0軟件對SG/IL催化殼聚糖制備HMF的反應條件進行中心

5、復合實驗設計和響應面分析，得到了線性模型（回歸方程）和最佳反應條件:反應時間為5.82 h，反應溫度為185.26℃，催化劑用量為3.3 g。并且在最佳反應條件下直接轉(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行了LC-MS檢測，證實了水溶性低聚糖分子的存在。并進一步對離子液體催化殼聚糖水解、脫水制備HMF反應機理進行了分析，發(fā)現(xiàn)殼聚糖水解成水溶性低聚寡糖并在端糖處發(fā)