新型温控离子液体介质中脂肪酶催化合成乙酸苯乙酯

 设计合成了三种同分异构离子液体 1,3-二正戊基咪唑六氟磷酸盐 ([D(n-C5)Im]PF6)、1,3-二异戊基咪唑六氟磷酸盐 ([D(i-C5)Im]PF6) 和 1,3-二 (2-甲基丁基) 咪唑六氟磷酸盐 ([D(2-mb)Im]PF6). 以假单胞菌脂肪酶 Pseudomonas cepacial 催化合成乙酸苯乙酯为模型反应, 分别考察了反应介质对酶行为的影响. 结果发现, 酶在离子液体[D(2-mb)Im]PF6 中的活性及反应性能明显高于有机溶剂正己烷. 基于[D(2-mb)Im]PF6 离子液体的温控特点, 提出了一种高温反应与低温分离相结合的乙酸苯乙酯合成路线. 通过优化实验, 得到合成乙酸苯乙酯的最佳反应条件为: 30 mg 酶, 1.0 g 离子液体, 2% 含水量, 反应温度 35 oC, 反应时间 48 h. 此时, 乙酸苯乙酯产率达 92.3%. 脂肪酶在[D(2-mb)Im]PF6 中的稳定性是在正己烷中的 7.4 倍, 且重复使用 10 次后催化活性没有明显降低. 此外, 采用圆二色谱和内源荧光光谱法研究了不同介质中脂肪酶结构的变化. 结果表明, 脂肪酶在[D(2-mb)Im]PF6 中有较大的氨基酸残基裸露程度和良好的二级结构稳定性.     

新型对称烷基咪唑离子液体介质中酶催化合成ι-乙酸薄荷酯

设计合成三种新型对称烷基咪唑六氟磷酸盐离子液体--1,3.-二正丁基咪唑六氟磷酸盐([DnBIM][PF6]),1,3-二异丁基咪唑六氟磷酸盐([DiBIM][PF6])和1,3-二仲丁基咪唑六氟磷酸盐([DsBIM][PF6]).以脂肪酶pseudomonas cepacia 催化ι-薄荷醇和乙酸酐的酯化过程为模型反应,分别考察不同介质中酶的活性、反应性和稳定性,结果表明作为反应介质三种新犁离子液体均优于经典离子液体1-正丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐和有机溶剂正己烷.在三种新的离子液体中,[DiBIM][PF6]具有最好的亲生物性而被选择作为模型反应介质.此外,影响ι-薄荷醇转化率的各种因素(包括反应温度、底物投料比、离子液体用量和含水量)及酶的重复利用性也被详细研究.在最佳反应条件下,ι-薄荷醇转化率达到97.4%,酶促反应速度、平衡转化率和半衰期分别是正己烷中的12.7,4.6和15.1倍.脂肪酶重复使用10次后催化活性没有明显减少.由于三种新型离子液体互为同分异构体,以上事实还表明除憎水性和亲核性以外离子液体的空间构型也是影响酶行为的一个重要因素.     

新型对称烷基咪唑离子液体介质中酶催化合成l-乙酸薄荷酯

设计合成三种新型对称烷基咪唑六氟磷酸盐离子液体——1,3-二正丁基咪唑六氟磷酸盐([DnBIM][PF6]), 1,3-二异丁基咪唑六氟磷酸盐([DiBIM][PF6])和1,3-二仲丁基咪唑六氟磷酸盐([DsBIM][PF6]). 以脂肪酶pseudomonas cepacia催化l-薄荷醇和乙酸酐的酯化过程为模型反应, 分别考察不同介质中酶的活性、反应性和稳定性, 结果表明作为反应介质三种新型离子液体均优于经典离子液体1-正丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐和有机溶剂正己烷. 在三种新的离子液体中, [DiBIM][PF6]具有最好的亲生物性而被选择作为模型反应介质. 此外, 影响l-薄荷醇转化率的各种因素(包括反应温度、底物投料比、离子液体用量和含水量)及酶的重复利用性也被详细研究. 在最佳反应条件下, l-薄荷醇转化率达到97.4%, 酶促反应速度、平衡转化率和半衰期分别是正己烷中的12.7, 4.6和15.1倍. 脂肪酶重复使用10次后催化活性没有明显减少. 由于三种新型离子液体互为同分异构体, 以上事实还表明除憎水性和亲核性以外离子液体的空间构型也是影响酶行为的一个重要因素.     

离子液体中NaHSO4催化芳香醛与1,3-环己二酮的缩合反应

以NaHSO₄为催化剂, 在离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([bmim]BF₄)介质中, 由芳香醛与1,3-环己二酮衍生物制备了9-芳基-2,3,4,5,6,7-六氢-2H-氧杂蒽-1,8-二酮衍生物. 在沸水浴中反应1～2 h, 产率达81.2%～93.0%. 该方法反应时间短, 产率高, 催化剂价廉易得, 而且对环境友好.     

含离子液体介质中酶催化糖基化合成4-羟基苯乙基β-D-葡萄糖苷

探讨了β-葡萄糖苷酶在离子液体/有机溶剂/缓冲溶液介质中催化直接糖基化反应合成4-羟基苯乙基β-D-葡萄糖苷.考察了反应体系组成、反应条件等因素对反应的影响.研究结果表明,1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐(C4MIm·PF6)/1,4-二氧六环/柠檬酸-磷酸盐缓冲溶液是糖基化反应的合适介质.当三者的体积含量分别为17％...     

2-取代-4(3H)-喹唑啉酮在BrФnsted酸性功能化离子液体中的微波合成

以N-甲基咪唑、吡啶为起始原料,合成了二种新型BrФnsted酸性功能化离子液体:1-(4-磺酸基)苄基-3-甲基咪唑硫酸氢根盐(3a),N-(4-磺酸基)苄基吡啶硫酸氢根盐(3b),以其作为反应介质与催化剂,研究了2-取代-4(3H)-喹唑啉酮的三组分、一锅法微波合成.结果表明,当n(2-氨基苯甲酸):n(酰氯):n(乙酸铵):n(3a或3b)=1:1.2:1.5:0.1时,反应6min即可完成,产率81%～95%.离子液体经减压蒸馏、真空干燥可重复使用3次,催化活性基本保持不变.     

离子液体反应介质中3-羟基丙酸甲酯加氢反应研究

以室温离子液体[Bmim]PF6作为反应介质,研究了四羰基钴钾K[Co(CO)4]催化3-羟基丙酸甲酯(3-HPM)加氢制1,3-丙二醇(1,3-PDO)的反应,并对反应条件进行了优化.同有机溶剂作为反应介质相比,该体系具有更高的选择性和更好的催化活性,并且产物经水萃取便可实现催化体系的回收利用.在反应温度165℃、氢气压力10.5 MPa、反应时间10 h、咪唑为促进剂的较佳反应条件下,3-HPM的转化率可达99.4%,1,3-PDO的收率可达82.9%,催化剂重复使用3次,1,3-PDO的收率不低于70%.并根据实验结果,提出了可能的催化反应机理.     

离子液体中酮肟O-烷基化反应的研究

以[Bmim]PF6,[Bmim]BF4,[Bmim]OH为介质,以NaOH为缚酸剂,由酮肟与卤烷、硫酸酯等烷基化剂在20～40℃反应1～2h,以52%～94%的收率制备了酮肟醚衍生物,产物结构经1HNMR,GC-MS表征.结果表明,该方法简便易操作,所用离子液体对环境友好,并可循环使用.     

手性胍盐离子液体的合成

以1,3-二甲基-2-咪唑啉酮, α-甲基苄胺为原料, 三步合成了手性胍的氯盐, 再经复分解反应, 共合成了14种手性胍离子液体并对其结构性质进行了表征. 该类离子液体有望用于催化不对称Henry 反应、Michael加成反应等.     

[Bmim]Cl/FeCl3离子液体催化α-生育酚与β-D-五乙酰葡萄糖的糖基化反应

以[Bmim]Cl/FeCl₃(三氯化铁/氯化丁基甲基咪唑)离子液体作为反应介质和催化剂, 考察了离子液体的酸度、反应温度及反应时间对α-生育酚与β-D-五乙酰吡喃型葡萄糖糖基化反应的影响. 结果表明, 离子液体的催化活性与其酸强度密切相关, 离子液体的酸性越强, 其对此糖基化反应催化活性越高. 在FeCl₃与[Bmim]Cl物质的量比为2的[Bmim]Cl/FeCl₃离子液中, α-生育酚与β-D-五乙酰吡喃型葡萄糖在45 ℃下反应3 h, 可以得到较高的转化率, α-生育酚的转化率最高可达70.2%. 同有机溶剂作为反应介质相比, 反应条件温和, 反应时间短, 室温离子液体具有更好的催化活性, 所得产物与离子液体不溶, 便于分离, 催化体系可循环使用, 且对环境友好.     

Cross-condensation of derivatives of cyanoacetic acid and carbonyl compounds. 2. One-pot synthesis of substituted 2-amino-7-methyl-5-oxo-4,5-dihydropyrano[4,3-b]pyrans in ethanol and ionic liquid [bmim][PF6]

The three-component reaction of 4-hydroxy-6-methylpyran-2(2H)-one with cyanoacetic acid derivatives and carbonyl compounds in EtOH or in the ionic liquid, viz., 1-butyl-3-methylimidazolinium hexafluorophosphate ([bmim][PF₆]), affords substituted 2-amino-7-methyl-5-oxo-4,5-dihydropyrano[4,3-b]pyrans. The yield of substituted pyrano[4,3-b]pyrans in [bmim][PF₆] is by 10—14% higher than that in EtOH.     

N-(3,4-二氢-2H-1-苯并吡喃-4)异硫脲类化合物的合成及其血管舒张活性

根据苯并吡喃类钾通道开放剂的作用机理和构效关系, 设计合成了13个苯并吡喃-4-异硫脲衍生物, 其结构经IR, ¹H NMR, MS和元素分析确证. 大鼠体外血管扩张实验研究表明, 多数化合物在1×10^－5 mol•L^－1 浓度下对30 mmol•L^－1 KCl诱导的大鼠主动脉条收缩具有一定程度的抑制作用, 其中化合物6l的血管收缩抑制活性较强.     

N,N′-二(5,5-二甲基-2-磷杂-2-硫代-1,3-二噁烷-2-基)乙二胺在空气中的热分解动力学研究

以TG-DTG为手段, 研究了N,N′-二(5,5-二甲基-2-磷杂-2-硫代-1,3-二噁烷-2-基)乙二胺(DPTDEDA)在空气中的热分解动力学,利用Friedman法、Flynn-Wall-Ozawa(FWO)法对DPTDEDA进行了动力学分析, 求出了该物质两个主要的热分解阶段的热分解动力学参数, 同时利用Coats-Redfern法、Achar法研究了该物质的热分解机理. 结果表明, 用Friedman法所求得的两个热分解阶段的表观活化能的平均值分别为128.03和92.59 kJ•mol^－1; 而Flynn-Wall-Ozawa法所求得的两个热分解阶段的表观活化能的平均值分别为138.75和106.78 kJ•mol^－1. 由Coats-Redfern法、Achar法得出DPTDEDA在空气中的热分解过程虽主要分为两段反应, 但经过推理其反应机理函数却是相同的, 为f(α)＝3/2(1－α)^4/3[(1－α)^－1/3－1]^－1.     

稀土高氯酸盐-谷氨酸配合物[Pr2(L-α-Glu)2(ClO4)(H2O)7](ClO4)3•4H2O的低温热容和热化学研究

合成了一种稀土高氯酸盐-谷氨酸配合物. 经TG/DTG、化学和元素分析、FTIR及与相关文献对比, 确定其组成为[Pr₂(L-α-Glu)₂(ClO₄)(H₂O)₇](ClO₄)₃•4H₂O, 纯度为99.0%以上. 利用显微熔点仪分析发现其没有熔点. 在78～370 K温区, 用精密绝热量热仪测量其低温热容, 在285～306 K温区发现一明显吸热峰, 归结为固-固相变过程. 通过相变温区三次重复热容测量, 得到相变温度T_tr、相变焓Δ_trH_m和相变熵Δ_trS_m分别为(297.158±0.280) K, (12.338±0.016) kJ•mol^－1和(41.520±0.156) J•K^－1•mol^－1. 用最小二乘法将非相变温区的热容对温度进行拟合, 得到了热容随温度变化的两个多项式方程. 用此方程进行数值积分, 得到每隔5 K的舒平热容值和相对于273.15 K的热力学函数值. 根据TG/DTG结果, 推测了该配合物的热分解机理. 依据Hess定律, 选择1 mol•dm^－3盐酸为量热溶剂, 利用等温环境溶解-反应量热计, 测定了该配合物的标准摩尔生成焓为: Δ_fH_m⁰＝－(7223.1±2.4) kJ•mol^－1.     

3-(4-β-D-吡喃阿洛糖苷-苯基)-4-芳基-5-芳基-1,2,4-噁二唑啉的合成及其镇静活性的研究

以豆腐果苷为原料, 与盐酸羟胺缩合反应生成4-β-D-吡喃阿洛糖苷-苯甲醛肟(2), 2与次氯酸叔丁酯发生取代反应生成4-β-D-吡喃阿洛糖苷-α-氯苯甲醛肟(3); 再将3与Schiff碱通过1,3-偶极环加成生成一系列3-(4-β-D-吡喃阿洛糖苷-苯基)-4-芳基-5-芳基-1,2,4-噁二唑啉(5a～5h). 3和 5a～5h共9个化合物均未见文献报道, 其结构经¹H NMR, IR和MS (HRMS)加以确认, 并对5a～5h进行了药理活性筛选. 结果表明, 部分化合物具有良好的镇静活性. 其中, 化合物5g (200, 100 mg•kg^－1)和5h (200, 100 mg•kg^－1)与豆腐果苷相比较具有更强的活性.     

Temperature-Dependent Surface Enrichment Effects in Binary Mixtures of Fluorinated and Non-Fluorinated Ionic Liquids

Using angle-resolved X-ray photoelectron spectroscopy (ARXPS), we investigate the topmost nanometers of various binary ionic liquid (IL) mixtures at different temperatures in the liquid state. The mixtures consist of ILs with the same [PF₆]⁻ anion but two different cations, namely 3-methyl-1-(3,3,4,4,4-pentafluorobutyl)imidazolium hexafluorophosphate, [PFBMIm][PF₆], and 1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate, [C₄C₁Im][PF₆], with 10, 25, 50 and 75 mol % content of [PFBMIm][PF₆]. We observe a preferential enrichment of the fluorinated chain in the topmost layer, relative to the bulk composition, which is most pronounced for the lowest content of [PFBMIm][PF₆]. Upon cooling the mixtures stepwise from 95 °C until surface charging effects in XPS indicate solidification, we observe a pronounced increase in surface enrichment of the fluorinated chain with decreasing temperature in the liquid state. In contrast to the mixtures with lower [PFBMIm][PF₆] contents, cooling the 75 mol % mixture additionally shows an abrupt decrease of the fluorinated chain signal before complete solidification occurs, which is assigned to partial precipitation effects.     

HCF(X~1A’)+SO2反应的动力学研究

用激光光解-激光诱导荧光方法研究了室温下(T＝293 K) HCF(X^~1A^’)自由基与SO₂分子的反应动力学. 实验中HCF(X^~1A^’)自由基是由213 nm激光光解HCFBr₂产生的, 用激光诱导荧光(LIF)检测HCF(X^~1A^’)自由基的相对浓度随着反应时间的变化, 得到此反应的二级反应速率常数为: k＝(1.81±0.15)×10^－12 cm³•molecule^－1•s^－1, 体系总压为1862 Pa. 高精度理论计算表明, HCF(X^~1A^’)和SO₂分子反应的机理是典型的加成-消除反应. 我们运用RRKM-TST理论计算了此二级反应速率常数的温度效应和压力效应, 计算结果和室温下测定的二级反应速率常数符合得较好.     

Volumetric and compressibility behaviour of ionic liquid, 1-n-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate and tetrabutylammonium hexafluorophosphate in organic solvents at T = 298.15 K

Density and speed of sound measurements have been made on the systems containing the ionic liquid 1-n-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate ([BMIM][PF₆]) and some organic solvents having a wide range of dielectric constants. Similar studies have been carried out for tetrabutylammonium hexafluorophosphate ([TBA][PF₆]), which has common anion ([PF₆]⁻) with the studied ionic liquid. For the systems investigated, the apparent molar volumes and apparent molar isentropic compressibilities were determined and fitted to the Redlich–Mayer and the Pitzer equations from which the corresponding limiting values were obtained. These limiting values were used to obtain some information about ion–solvent interactions. Furthermore, using the ionic limiting apparent volume values for [TBA]⁺ from the literature and limiting apparent molar volume for the ionic liquid and [TBA][PF₆] obtained in this work, the ionic limiting apparent molar volume values for the cation [BMIM]⁺ in different organic solvents were also estimated.     

Extraction of Metal Ions from Aqueous Solutions Using Imidazolium Based Ionic Liquids

This article represents a step towards how to choose an ionic liquid as the solvent to improve metal ion (Ag⁺ and Pb²⁺) extraction. The liquid-liquid solvent extraction is proposed with the following imidazolium ionic liquids (ILs): 1-ethyl-3-ethylimidazolium, or 1-butyl-3-ethylimidazolium, or 1-hexyl-3-ethylimidazolium bis{(trifluoromethyl)sylfonyl}imide [EEIM][NTf₂], or [BEIM][NTf₂], or [HEIM][NTf₂], or 1-butyl-3-ethylimidazolium hexafluorophosphate [BEIM][PF₆], or 1-hexyl-3-ethylimidazolium hexafluorophosphate [HEIM][PF₆] and the popular 1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate [BMIM][PF₆] for comparison. The effect of anion type (NTf₂⁻ versus PF₆⁻) and the effect of structural components of an ionic liquid including alkyl chain length at the cation and the ethyl substituent instead methyl at the cation, on the extraction and re-extraction processes by using dithizone as a metal chelator, were studied at 296 K. Dithizone was employed to form neutral metal-dithizone complexes with heavy metal ions to extract them from aqueous solution into the ILs. Electronic Supplementary Material  The online version of this article () contains supplementary material, which is available to authorized users. Presented at the 236th ACS National Meeting, August 17–21, Philadelphia, USA.     

配合物[Ni(EDTB)]•2Cl•CH3OH•C2H5OH的合成、晶体结构及SOD模拟活性的研究

报道六齿配体N,N,N',N'-四(2-苯并咪唑亚甲基)-1,2-乙二胺(EDTB)及单核镍(II)配合物[Ni(EDTB)]•2Cl• CH₃OH•C₂H₅OH的合成、晶体结构和SOD模拟活性. 该配合物为三斜晶系, P1空间群, a＝1.0931(2) nm, b＝1.1693(2) nm, c＝1.6756(4) nm, α＝76.042(3)°, β＝88.787(3)°, γ＝72.044(3)°, V＝1.9740(7) nm³, D_c＝1.321 g/cm³, Z＝2, F(000)＝824, μ＝0.670 mm^－1. 最终因子R[I＞2σ(I)]: R₁＝0.0611, wR₂＝0.1497; R(全部数据): R₁＝0.0870, wR₂＝0.1604. 结构分析表明, 镍(II)分别与配体中的四个苯并咪唑氮和两个亚胺基氮配位形成扭曲的八面体构型. 改良的邻苯三酚自氧化活性测定表明, 该配合物具有较高的SOD模拟活性.