一种光催化合成苯并呋喃基氨基酸表面活性剂的方法技术

本发明专利技术公开了一种光催化合成苯并呋喃基氨基酸表面活性剂的方法，该方法是将苯并呋喃酮类化合物与氨基酸和/或氨基酸盐，在二氯二氰基苯醌氧化剂存在下，以及在[Ir(dmppy)2(dtbbpy)]PF6和Ru(dtbbpy)3(PF6)2复合光催化剂和Ni(OTf)2金属催化剂共同催化作用下，通过蓝光照射进行脱氢偶联反应，得到3位取代的苯并呋喃基氨基酸表面活性剂，该方法目标产物收率较高，反应条件简单，反应操作简便，有利于大规模生产。规模生产。

【技术实现步骤摘要】
一种光催化合成苯并呋喃基氨基酸表面活性剂的方法


[0001]本专利技术涉及一种杂环类氨基酸表面活性剂的合成方法，特别涉及一种光催化苯并呋喃酮类化合物与氨基酸或氨基酸盐合成3位取代的苯并呋喃基氨基酸表面活性剂的方法，属于杂环类氨基酸表面活性剂合成


技术介绍

[0002]氨基酸表面活性剂是一类新型天然绿色的表面活性剂，除了具有一般表面活性剂的性能外，还具有良好的生物降解性、温和性和一定的抑菌能力。目前，“绿色、天然、可持续发展”的理念引领着日化产品的研究和开发。因此，氨基酸表面活性剂在日化产品中的应用正在成为一种主流趋势。氨基酸表面活性剂(AAS)是一类绿色且有优良性能的表面活性剂。氨基酸型表面活性剂含有氨基酸基团和残基R
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，不同的氨基酸基团或残基R
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可以衍生出多种多样的表面活性剂。氨基酸一侧为亲水端，长链部分为疏水端，通过酰胺键连接，其分子具有两亲性。自然界中存在二十种标准氨基酸，不同的残基R
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显现出不同的结构和性质，如有些残基R
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显酸性，有些残基R
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显碱性。氨基酸的种类繁多性质多样，来源广泛，是一种可再生的化合物。以氨基酸为原料通常可用化学法、酶合成法和化学
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酶合成法制得AAS。氨基酸表面活性剂按亲水基在水溶液中存在的离子类别可分为阳离子型氨基酸表面活性剂、阴离子型氨基酸表面活性剂、两性型氨基酸表面活性剂、非离子型氨基酸表面活性剂；按亲水基团和疏水基团结构和个数的不同可分为单链型、Gemini型、Bola型、甘油酯型；按基团可分为N
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酰基氨基酸表面活性剂；N
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烷基氨基表面活性剂。酰基氨基酸阴离子表面活性剂可以选用谷氨酸、肌氨酸、精氨酸等α
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氨基酸为原料，与脂肪酸或脂肪酰氯进行肖顿
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鲍曼(Schotlen
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Banmann)缩合的方法合成。酰基氨基酸阴离子表面活性剂应用范围较广，可作为洗发水、洁面乳等化妆品的主要组成原料。

技术实现思路

[0003]针对现有技术存在的缺陷，本专利技术的目的是在于提供一种利用可见光催化苯并呋喃酮类化合物与氨基酸（或盐）进行脱氢偶联合成3位取代的苯并呋喃基氨基酸表面活性剂的方法，该方法以[Ir(dmppy)2(dtbbpy)]PF6和Ru(dtbbpy)3(PF6)2作为复合光催化剂，以Ni(OTf)2作为金属催化剂，在室温及可见光照射条件下实现3位取代的苯并呋喃基氨基酸表面活性剂合成，且该方法具有操作简单、条件温和、收率高、成本低等特点，有利于实现其工业化生产。
[0004]为了实现上述技术目的，本专利技术提供了一种光催化合成苯并呋喃基氨基酸表面活性剂的方法，该方法是将苯并呋喃酮类化合物与氨基酸和/或氨基酸盐，在二氯二氰基苯醌氧化剂存在下，以及在[Ir(dmppy)2(dtbbpy)]PF6和Ru(dtbbpy)
3 (PF6)2复合光催化剂和Ni(OTf)2金属催化剂共同催化作用下，通过蓝光照射进行脱氢偶联反应，得到3位取代的苯并呋喃基氨基酸表面活性剂。
[0005]作为一个优选的方案，所述苯并呋喃酮类化合物具有式1所示结构：
式1其中，R为C8~C
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的脂肪烃基。
[0006]本专利技术的苯并呋喃酮类化合物中R可以为饱和脂肪烃基，如C8~C
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饱和脂肪烃基，饱和脂肪烃基为C8~C
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烷基链，烷基链可以为直链，也可以带支链，具体如十一烷基、十三烷基、十七烷基等等。R可以为不饱和脂肪烃基，如C8~C
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不饱和脂肪烃基，不饱和脂肪烃基为C8~C
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烯烃链或炔烃链，烯烃链或炔烃链中包含的烯基或炔基的数量为1个或多个，且烯基或炔基的位置不受限制，烯基或炔基的数量一般为1个，具体如7
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十五烯基或9
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十七烯基等等，R的位置不受限制，可以在苯并呋喃酮类化合物中苯环上的任意取代位置。
[0007]作为一个优选的方案，所述氨基酸为现有技术中常见的氨基酸，具体如谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、肌氨酸、甲基牛磺酸中至少一种。
[0008]作为一个优选的方案，所述氨基酸盐为现有技术中常见的氨基酸盐，具体如谷氨酸盐、甘氨酸盐、丙氨酸盐、肌氨酸盐、甲基牛磺酸盐中至少一种。氨基酸盐中具体的阳离子为钾离子、钠离子或TEA离子等。
[0009]作为一个优选的方案，所述苯并呋喃基氨基酸表面活性剂具有式2所示结构：式2其中，R为C8~C
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的脂肪烃基；A为以下氨基酸基团中一种：；M为氢离子、钾离子、钠离子或TEA离子；R1为氢或甲基。
[0010]作为一个优选的方案，所述[Ir(dmppy)2(dtbbpy)]PF6摩尔量为苯并呋喃酮类化合物摩尔量的5~15%。作为一个优选的方案，所述Ru(dtbbpy)3(PF6)2摩尔量为苯并呋喃酮类化合物摩尔量的5~15%。光催化剂为[Ir(dmppy)2(dtbbpy)]PF6和Ru(dtbbpy)3(PF6)2的组合，光催化剂的用量对目标产物收率有明显影响，光催化剂的用量低于苯并呋喃酮类化合物10%摩尔量时，目标产物收率有明显降低，而光催化剂的用量高于苯并呋喃酮类化合物的15%摩尔量时，目标产物收率没有明显提高，最佳用量为苯并呋喃酮类化合物的10%摩尔量，而没有采用光催化剂时，几乎得不到目标产物。
[0011]本专利技术的[Ir(dmppy)2(dtbbpy)]PF6和Ru(dtbbpy)3(PF6)2复合光催化剂由[Ir
(dmppy)2(dtbbpy)]PF6和Ru(dtbbpy)3(PF6)2按照摩尔1:1组成。
[0012]作为一个优选的方案，所述Ni(OTf)2摩尔量为苯并呋喃酮类化合物摩尔量的5~15%。Ni(OTf)2的用量对目标产物收率有明显影响，Ni(OTf)2的用量低于苯并呋喃酮类化合物10%摩尔量时，目标产物收率有明显降低，而Ni(OTf)2的用量高于苯并呋喃酮类化合物的10%摩尔量时，目标产物收率没有明显提高。
[0013]作为一个优选的方案，所述二氯二氰基苯醌摩尔量为苯并呋喃酮类化合物摩尔量的1.5~2.5倍。二氯二氰基苯醌（DDQ）氧化剂的用量低于苯并呋喃酮类化合物2倍摩尔量时，目标产物收率有明显降低，而DDQ氧化剂的用量高于苯并呋喃酮类化合物的2倍摩尔量时，目标产物收率没有明显提高。
[0014]作为一个优选的方案，所述脱氢偶联反应的条件为：在保护氛围下，通过15~30W蓝光照射，室温下反应24~48h。优选的蓝光照射功率为20~25W。优选的反应时间为30~42小时。优选的保护气氛为氮气、氩气等。蓝光照射功率和反应时间对脱氢偶联反应影响明显，脱氢偶联反应随着光照功率提高和反应时间的延长，目标产物收率明显提高，但是当光照功率提高到24W以上或者反应时间超过36小时，目标产物的收率增加不明显，稍有降低，可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光催化合成苯并呋喃基氨基酸表面活性剂的方法，其特征在于：苯并呋喃酮类化合物与氨基酸和/或氨基酸盐，在二氯二氰基苯醌氧化剂存在下，以及在[Ir(dmppy)2(dtbbpy)]PF6和Ru(dtbbpy)3(PF6)2复合光催化剂和Ni(OTf)2金属催化剂共同催化作用下，通过蓝光照射进行脱氢偶联反应，得到3位取代的苯并呋喃基氨基酸表面活性剂；所述[Ir(dmppy)2(dtbbpy)]PF6的摩尔量为苯并呋喃酮类化合物摩尔量的5~15%；所述Ru(dtbbpy)3(PF6)2的摩尔量为苯并呋喃酮类化合物摩尔量的5~15%；所述Ni(OTf)2的摩尔量为苯并呋喃酮类化合物摩尔量的5~15%；所述二氯二氰基苯醌摩尔量为苯并呋喃酮类化合物摩尔量的1.5~2.5倍；所述脱氢偶联反应的条件为：在保护氛围下，通过15~30W蓝光照射，室温下反应24~48h；所述脱氢偶联反应采用乙腈和/或甲苯作为溶剂。2.根据权利要求1所述的一种光催化合成苯并呋喃基氨基酸表面活...

【专利技术属性】
技术研发人员：李今微，喻名强，
申请(专利权)人：长沙普济生物科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：