一种双磺酸根离子液体催化制备N-（2-羟基-1-萘基）（芳基）甲基-吡咯烷-2-酮衍生物的方法技术

本发明专利技术公开了一种双磺酸根离子液体催化制备N-(2-羟基-1-萘基)(芳基)甲基-吡咯烷-2-酮衍生物的方法，属于有机化学合成技术领域。该制备反应中芳香醛、β-萘酚和吡咯烷酮的摩尔比为1：1：1，双磺酸根离子液体催化剂的摩尔量是所用芳香醛的3～8％，反应溶剂95％乙醇水溶液的体积量为芳香醛摩尔量的4～6倍，反应压力为一个大气压，回流反应2～25min，反应结束后冷却至室温，抽滤，所得滤渣洗涤、真空干燥后得到目标产物。本发明专利技术与采用其它酸性离子液体催化剂的制备方法相比，具有催化剂催化活性高、可生物降解性好、原料利用率高以及整个制备过程操作简单方便等特点，便于工业化大规模应用。

【技术实现步骤摘要】
一种双磺酸根离子液体催化制备N-（2-羟基-1-萘基）（芳基）甲基-吡咯烷-2-酮衍生物的方法
本专利技术属于有机化学合成
，具体涉及一种双磺酸根离子液体催化制备N-(2-羟基-1-萘基)(芳基)甲基-吡咯烷-2-酮衍生物的方法。
技术介绍
N-烷基吡咯烷酮可用作香波增稠剂，染发烫发调理剂，啤酒、葡萄酒中多酚洁净化剂和洗涤去渍剂等。作为N-烷基吡咯烷酮类化合物中的一种，N-(2-羟基-1-萘基)(芳基)甲基-吡咯烷-2-酮衍生物通常通过醛、萘酚和吡咯烷酮的三组分一锅法反应进行合成，但采用传统的酸催化剂，比如NH2SO3H、HClO4、NaHSO4、p-TSA等普遍存在反应时间长、产率不够高、难以实现回收、环境污染严重等缺点。因此，开发一种绿色、高效、方便快捷地制备N-(2-羟基-1-萘基)(芳基)甲基-吡咯烷-2-酮衍生物的方法成为许多有机合成工作者普遍关注的问题。离子液体是指在室温或近于室温下呈液态的盐类。由于其具有不挥发、较宽的液相范围以及较好的化学稳定性而被作为绿色溶剂运用到有机合成反应中，而作为功能化离子液体中的酸性离子液体，特别是布朗斯特酸性离子液体由于具有绿色无污染、有机和无机化合物溶解性好、酸性位点分布均匀、产物易于进行分离及可循环使用等优点而被应用到N-(2-羟基-1-萘基)(芳基)甲基-吡咯烷-2-酮衍生物的制备过程中。比如浙江工业大学的郭红云等在无溶剂条件下，利用廉价无毒的酸性离子液体[Hnmp]HSO4为催化剂，醛、β-萘酚和吡咯烷酮三组分“一锅法”制备了一系列新颖的N-(2-羟基-1-萘基)(芳基)甲基-吡咯烷-2-酮衍生物。与现有的方法相比，该方法具有反应时间短、产率高，催化剂可以循环使用等优点(酸性离子液体[Hnmp]HSO4催化下一锅三组分反应合成N-(2-羟基-1-萘基)(苯基)甲基-吡咯烷-2-酮衍生物[J]，有机化学，2011，31(11)：1909～1913)。上述方法所采用的酸性离子液体的结构母体是难生物降解的咪唑结构，制备价格较高，这与绿色化工的政策是相违背的。另外，上述酸性离子液体的酸度比较低，导致在使用时其使用量较大，占所用芳香醛摩尔量的10％。最后，虽然上述制备方法中采用的是无溶剂合成，但是后处理过程中为了将产物和咪唑基酸性离子液体催化剂进行分离，进行加水操作，且在酸性离子液体循环使用前进行了蒸除水的处理，导致生产过程中耗能比较大，原料利用率低，不适宜工业化大规模应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中利用酸性离子液体催化制备N-(2-羟基-1-萘基)(芳基)甲基-吡咯烷-2-酮衍生物过程中存在离子液体不易生物降解，使用量较大，原料利用率低、后处理复杂等缺点，而提供一种易生物降解、催化剂制备简单、原子经济性高、后处理简单方便的双磺酸根离子液体作绿色催化剂，95％乙醇水溶液作溶剂条件下催化制备N-(2-羟基-1-萘基)(芳基)甲基-吡咯烷-2-酮衍生物的方法。本专利技术所使用的双磺酸根离子液体催化剂的结构式为：本专利技术所提供的一种双磺酸根离子液体催化制备N-(2-羟基-1-萘基)(芳基)甲基-吡咯烷-2-酮衍生物的方法，其化学反应式为：其中反应中芳香醛(I)、β-萘酚(II)和吡咯烷酮(III)的摩尔比为1：1：1，双磺酸根离子液体催化剂的摩尔量是所用芳香醛的3～8％，反应溶剂95％乙醇水溶液以毫升计的体积量为芳香醛以毫摩尔计的摩尔量的4～6倍，反应压力为一个大气压，回流反应2～25min，反应结束后冷却至室温，有大量固体析出，碾碎固体，静置，抽滤，所得滤渣95％乙醇水溶液洗涤、真空干燥后得到纯N-(2-羟基-1-萘基)(芳基)甲基-吡咯烷-2-酮衍生物(IV)。滤液无需任何处理直接用于下一次反应，可以重复使用至少5次，其产物收率未有明显降低。本专利技术所用的芳香醛为苯甲醛、对氯苯甲醛、邻氯苯甲醛、对硝基苯甲醛、间硝基苯甲醛、对甲基苯甲醛、邻甲氧基苯甲醛、对甲氧基苯甲醛、间溴苯甲醛、2，4-二氯苯甲醛中的任一种。本专利技术所使用的双磺酸根离子液体催化剂的合成方法，参考相关材料(Aconvenientapproachforthesynthesisof1，3，5-trioxanesundersolvent-freeconditionsatroomtemperature，MonatsheftefürChemieChemicalMonthly，2014，145(6)：1017～1022)。本专利技术与其它酸性离子液体作催化剂的合成方法相比，具有以下优点：1、含有两个-SO3H的酸性离子液体的酸度高，催化活性高，使用量较少；2、反应原料利用率高，原子经济性较好；3、反应溶剂可以循环使用，节约成本，保护环境；4、催化剂易于生物降解，对人和环境友好；5、整个制备过程后处理简单，便于工业化大规模生产。附图说明图1为本专利技术双磺酸根离子液体催化剂在催化制备N-(2-羟基-1-萘基)(苯基)甲基-吡咯烷-2-酮中循环使用时的产物收率图。图2为本专利技术双磺酸根离子液体催化剂在催化制备N-(2-羟基-1-萘基)(4-硝基苯基)甲基-吡咯烷-2-酮中循环使用时的产物收率图。图3为本专利技术双磺酸根离子液体催化剂在催化制备N-(2-羟基-1-萘基)(4-氯苯基)甲基-吡咯烷-2-酮中循环使用时的产物收率图。具体实施方式本专利技术的实质特点和显著效果可以从下述的实施例中得以体现，但它们并不对本专利技术作任何限制，本领域的技术人员根据本专利技术的内容做出一些非本质的改进和调整，均属于本专利技术的保护范围。下面通过具体实施方式对本专利技术作进一步的说明，其中实施例中反应产物的测试表征使用的是德国Bruker公司的型号为AVANCE-II500MHz的核磁共振仪；红外光谱测试表征采用的是德国Bruker公司的型号为Brukertensor37FT-IR红外光谱仪，KBr压片；反应产物的熔点采用毛细管法测定。实施例1将1mmol苯甲醛、1mmolβ-萘酚、1mmol吡咯烷酮和0.03mmol双磺酸根离子液体分别加入到盛有4ml95％乙醇水溶液(体积比)的带有搅拌子和冷凝管的25ml单口瓶中。加热回流反应2min，TLC(薄板层析)检测，原料点消失，冷却至室温，有大量固体析出，碾碎固体，静置，抽滤，所得滤渣95％乙醇水溶液(体积比)洗涤、真空干燥后得到纯N-(2-羟基-1-萘基)(苯基)甲基-吡咯烷-2-酮，收率为90％。滤液中直接加入苯甲醛、β-萘酚和吡咯烷酮后进行重复使用。N-(2-羟基-1-萘基)(苯基)甲基-吡咯烷-2-酮：m.p.227～229℃；IR(KBr)：3055，2974，2723，1641，1517，1434，1295，1271cm-1；1HNMR(500MHz，DMSO-d6):δ＝1.77～2.08(m，2H，CH2)，2.22～2.49(m，2H，CH2)，2.96～3.00(m，2H，CH2)，5.25(s，1H，CH)，7.00(d，J＝8.0Hz，2H，ArH)，7.14～7.21(m，3H，ArH)，7.25～7.31(m，3H，ArH)，7.34～7.39(m，1H，ArH)，7.80～7.87(m，3H，ArH)，9.79(s，1H，OH)实施例2将1mmol对硝基苯甲醛、1m本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双磺酸根离子液体催化制备N‑(2‑羟基‑1‑萘基)(芳基)甲基‑吡咯烷‑2‑酮衍生物的方法，其特征在于，所述制备反应中芳香醛、β‑萘酚和吡咯烷酮的摩尔比为1：1：1，双磺酸根离子液体催化剂的摩尔量是所用芳香醛的3～8％，反应溶剂95％乙醇水溶液以毫升计的体积量为芳香醛以毫摩尔计的摩尔量的4～6倍，反应压力为一个大气压，回流反应2～25min，反应结束后冷却至室温，有大量固体析出，碾碎固体，静置，抽滤，所得滤渣95％乙醇水溶液洗涤、真空干燥后得到纯N‑(2‑羟基‑1‑萘基)(芳基)甲基‑吡咯烷‑2‑酮衍生物；所述双磺酸根离子液体催化剂的结构式为：

【技术特征摘要】
1.一种双磺酸根离子液体催化制备N-(2-羟基-1-萘基)(芳基)甲基-吡咯烷-2-酮衍生物的方法，其特征在于，所述制备反应中芳香醛、β-萘酚和吡咯烷酮的摩尔比为1：1：1，双磺酸根离子液体催化剂的摩尔量是所用芳香醛的3～8％，反应溶剂95％乙醇水溶液以毫升计的体积量为芳香醛以毫摩尔计的摩尔量的4～6倍，反应压力为一个大气压，回流反应2～25min，反应结束后冷却至室温，有大量固体析出，碾碎固体，静置，抽滤，所得滤渣用95％乙醇水溶液洗涤、真空...

【专利技术属性】
技术研发人员：储昭莲，岳彩波，吴胜华，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34