离子液体在 Michael 加成中的应用研究

制药工程刘硕

目录 离子液体介绍 Michael 加成反应 酸性离子液体在 Michael 加成中的应用 碱性离子液体在 Michael 加成中的应用 手性离子液体在 Michael 加成中的应用 前景与展望

离子液体离子液体 离子液体（ ionic liquids, ILs ）是完全由离

子对组成的在室温或室温附近下呈液态的盐，它一般由有机阳离子与无机或有机阴离子组成，代表性阳离子有咪唑、吡啶、铵类，阴离子常包括卤素离子、 BF4

- 、 PF6- 、 NTf2

- 。离子液体具有熔点低、不可燃性、低挥发性、良好的溶解性能、可设计性、可重复使用性等特点。

MichaelMichael 加成反应加成反应 Michael 加成是形成碳 - 碳键和碳 - 杂键的最有

效反应之一。 Michael 加成广泛用于分子内和分子间反应，制备包括一些生物活性分子结构单元在内的产品。例如，由于硝基和羰基可以转换为其它官能团， γ- 硝基羰基化合物是通用的合成单元。胺类和 α ， β- 不饱和羰基化合物的杂原子 Michael 加成得到 β- 胺基酮，可以作为抗癌药、抗生素等药物的合成中间体。硫醇和 α ， β- 不饱和酮的 Michael 加成得到的碳硫键是合成生物活性组分如钙拮抗剂地尔硫卓的关键反应。 β- 氧酮在有机合成中也很重要。

Michael 加成反应的催化剂是热门的研究领域之一。通常采用强碱或 Lewis 酸作为催化剂，会产生副反应。其它催化剂，如 Al2O3 、 K2CO3 、金属配合物等，反应时间长，条件苛刻，收率相对低。最重要的是，这些催化剂不容易回收和重复利用。近年来，化学家们制备出不同的功能化离子液体，用于催化 Michael 加成反应，取得了不错的效果。

酸性离子液体在 Michael 加成中的应用

NuH = ROH, RNH2, R2NH, RSHR = aliphatic, aromatic

O+ NuH

TsOH, 1

Nu

O

P

p-CH3PhSO3-

1

NSO3H

p-CH3PhSO3-

2

酸性离子液体在 Michael 加成中的应用

N

R1

R

R2

+R3 R4

O 2

CH3CN, 80℃

R4

N R1R

OR3

R2

酸性离子液体在酸性离子液体在 MichaelMichael 加成加成中的应用中的应用

NHN

S

OO

O

3

O

+ RXH3

r. t., solvent-free

O

XR

R1 R2

O

R1 XR

R2O

X = N, S, O

碱性离子液体在 Michael 加成中的应用

N

N OH-

4

R1

R2

+ X4

X = COR

X = CN, CO2Me

R1 X

R2

a

X

X

R1

R2

b

R1, R2 = Me, COMe, COPh, CO2Et, CO2Me, NO2, etc.

碱性离子液体在 Michael 加成中的应用

N

NNH2 C

HCOO-H3C

OH

5

Ph Ph

O

+ R1 R2

5R1O

Ph

R2

PhDMF

R1, R2 = CN, COOC2H5,CH3CO.

碱性离子液体在碱性离子液体在 MichaelMichael 加成中加成中的应用的应用

N NN N

R

*n

6

N NH N N+R R

R=COOCH3, CN

6

手性离子液体在 Michael 加成中的应用

NH

N

N N

NN

BF4-

7

O+ R

NO215mol% 7

5mol% TFA, r. t.NO2

O R

R = aromatic

手性离子液体在手性离子液体在 MichaelMichael 加成中的应用加成中的应用

NH

O

O

N N

8

O

Ar1

OAr28

r. t., DMSO

O

+ Ar1 Ar2

O8

r. t., CH3OH

O

Ar1

OAr2

手性离子液体在手性离子液体在 MichaelMichael 加成中的应用加成中的应用

NH

N N

BF4-

9

R1

R2

O

+ ArNO2

[Bmim][BF4], r. t.

9(20mol%)R1

NO2

O

R2

Ar

前景与展望前景与展望 综上所述，功能离子液体具备均相催化剂和非均相催综上所述，功能离子液体具备均相催化剂和非均相催

化剂双重优势—“均相反应、非均相分离”。因此作为一化剂双重优势—“均相反应、非均相分离”。因此作为一种新型的催化剂（促进剂或有机溶剂）在种新型的催化剂（促进剂或有机溶剂）在 MichaelMichael 加成加成反应中已有广泛的应用。反应中已有广泛的应用。

然而，离子液体目前大多处于实验室阶段，离工业化然而，离子液体目前大多处于实验室阶段，离工业化生产应用还有一段距离，成本偏高；离子液体的物理和化生产应用还有一段距离，成本偏高；离子液体的物理和化学性质的基础测试研究工作相对滞后；离子液体经多次重学性质的基础测试研究工作相对滞后；离子液体经多次重复使用后存在着一定的活性流失问题。因此开发新型、相复使用后存在着一定的活性流失问题。因此开发新型、相对廉价的离子液体，加强和深入离子液体的毒性测试和降对廉价的离子液体，加强和深入离子液体的毒性测试和降解研究，保证它的环境友好性，开展功能离子液体尤其是解研究，保证它的环境友好性，开展功能离子液体尤其是手性离子液体在一些高效固相载体的负载研究，增加离子手性离子液体在一些高效固相载体的负载研究，增加离子液体催化剂的回收套用次数。液体催化剂的回收套用次数。