[发明专利]新型含砜基绿色离子液体降解N-乙酰氨基葡萄糖生成3-乙酰氨基-5-乙酰基呋喃的方法

说明书

本发明公开了一种离子液体降解甲壳素单体N‑乙酰氨基葡萄糖生成3‑乙酰氨基‑5乙酰基呋喃的方法，该方法中离子液体是含砜基离子液体，其操作方法：在温度100‑200℃，时间20‑120min，并加入相应的助催化剂，以N‑甲基吡咯烷酮为溶剂，常压回流条件下转化N‑乙酰氨基葡萄糖得到3‑乙酰氨基‑5‑乙酰基呋喃。该离子液体特征在于，合成方法简单，操作易行，该方法解决了常规离子液体操作复杂的问题，制备简单、并且易溶于水，使反应处于均相反应体系中，循环利用，后处理简单，降低了对环境的污染，具有较好的工业前景。

技术领域

本发明属于利用可再生生物质甲壳素单体N-乙酰氨基葡萄糖转化制备3-乙酰氨基-5-乙酰基呋喃，利用含砜基的绿色离子液体为催化剂，N-甲基吡咯烷酮等有机溶剂做溶剂，可加入Lewis酸为辅助催化剂，通过油浴加热达到反应条件从而直接转化N-乙酰氨基葡萄糖为3- 乙酰氨基-5-乙酰基呋喃。

背景技术

在过去的漫长人类发展史中，人类文明依靠化石燃料取得了伟大的成就，现代工业和物质生活均离不开化工产品，然而在21世纪的今天，传统的不可再生资源石油煤炭天然气不断减少，储量岌岌可危。因此，寻找能够代替不可再生资源的新型可再生资源，解决当前能源危机成为重要的事情。有动物纤维素之称甲壳素是一种丰富的天然聚合物，由单体N-乙酰氨基葡萄糖经β-1，4糖苷键链接而成的天然高分子多糖聚合物，与蛋白质、脂肪、糖类、维生素和矿物并列的六大生命要素之一，广泛存在于自然界的昆虫类、甲壳类和软体类动物的骨骼及其某些藻类和菌类的细胞壁中，是地球上蕴藏量最丰富的有机物之一，生物每年可产生约10¹⁰吨甲壳素。

N-乙酰氨基葡萄糖是氨基葡萄糖的衍生物，在食品保健、医药、化妆品等领域均有应用，且需求量大，市场广阔，同时又可以作为食品补充剂。据研究，N-乙酰氨基葡萄糖有保护软骨组织及骨关节作用，作为药品治疗关节炎和关节疼痛，并且在治疗肠道炎症方面表现出明显功效。能够提高内质网蛋白内稳态，因此可起到延长细胞寿命的作用。在一些发达国家，N-乙酰氨基葡萄糖已经作为食品补充剂被广泛应用。

离子液体也称为低温熔融盐，是指在室温或接近室温下呈现液态的、完全由阴阳离子所组成的盐。离子液体作为离子化合物，由于结构中某些取代基的不对称性使离子不能规则地堆积成晶体，所以其熔点较低。离子液体具有较强的溶解能力、较好的稳定性、较强的催化能力、较高的导电性、合适的黏度、较低的蒸气压等许多特殊的理化性质。由于离子液体本身所具有的许多传统溶剂所无法比拟的优点及其作为绿色溶剂应用于有机及高分子物质的合成，因而受到越来越多的化学工作者的关注。

已有研究证明，甲壳素类生物质在一定温度下热解可得到3-乙酰氨基-5-乙酰呋喃。3-乙酰氨基-5-乙酰呋喃(3A5AF)分子中含有一个呋喃环，一个乙酰氨基-NHCOCH₃和一个酮羰基-COCH₃，结构很独特，很难用传统的化学反应合成，直接催化甲壳素制备，弥补了传统制备方法的不足，保留了宝贵的氮元素。3-乙酰氨基-5-乙酰呋喃(3A5AF)化学性质比较活泼，可以通过还原反应生成胺；通过氨基转化反应生成不同的酰胺；与格氏试剂反应生成醇，脱水后形成含有不饱和双键的呋喃衍生物；水解可产生氨基呋喃等，可通过许多化学反应生成其他精细化学品，因此，3-乙酰氨基-5-乙酰呋喃(3A5AF)可以作为作为平台化合物分子加工合成其他含氮精细化学品。