【摘要】：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(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工作者的密切關(guān)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(yīng)、有機反應(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)用價值。作為地球上第二大可再生自然資源殼聚糖,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-d]噻唑為原料,依次進行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)進行TG/DTG、FTIR、XRD表征。且對反應(yīng)的溶劑、反應(yīng)時間、反應(yīng)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(yīng)后的固體殘渣經(jīng)FTIR與殼聚糖原料對比,重要官能團結(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-Expert 8.0軟件對SG/IL催化殼聚糖制備HMF的反應(yīng)條件進行中心復(fù)合實驗設(shè)計和響應(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 mo1%。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(yīng)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)生開環(huán)異構(gòu)化,斷裂形成小分子葡萄糖胺,繼而經(jīng)歷脫氨、烯醇異構(gòu)、脫水得到HMF。
【學位授予單位】：天津工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O626

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本文編號：2530549