一種可生物降解的膽堿類離子液體制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)選取環(huán)烷酸、脂肪酸、氨基酸三大類化合物中的一種為陰離子供體；選取膽堿類化合物中的一種為陽(yáng)離子供體，在常溫、常壓下通過一步反應(yīng)生成膽堿類離子液體。所合成的離子液體在相應(yīng)的生物降解性測(cè)定方法中，降解率都可以達(dá)到６０％以上，表明該類離子液體是可以而且易于生物降解的，有效解決了常規(guī)離子液體在最終排放或者偶然泄露后，會(huì)殘留在環(huán)境中得不到降解，殘留在水體等自然環(huán)境中，嚴(yán)重限制離子液體進(jìn)一步大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用的瓶頸問題。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種可生物降解的膽堿類離子液體專利
本專利技術(shù)涉及化學(xué)化工領(lǐng)域一種可生物降解的膽堿類離子液體的合成。 專利技術(shù)背景-離子液體以其液態(tài)溫度范圍寬、物理和化學(xué)穩(wěn)定性高、蒸汽壓低、溶解能力 強(qiáng)、可設(shè)計(jì)性好等優(yōu)良的理化性質(zhì)，引發(fā)了其研究熱潮，并在反應(yīng)、分離、電化 學(xué)、材料以及生命科學(xué)等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。隨著離子液體的大規(guī)模生產(chǎn)及實(shí)質(zhì)性工業(yè)應(yīng)用的成功實(shí)現(xiàn)，人們便開始綜合考 慮其整個(gè)生命周期中的各種問題，對(duì)離子液體進(jìn)行環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，考慮離子液體在 應(yīng)用過程中或者完畢后可能帶來的環(huán)境影響。Jastorff等人建議對(duì)離子液體進(jìn)行釋 放、時(shí)空范圍、生物累積、生物活性、不確定性等五個(gè)方面的多尺度的風(fēng)險(xiǎn)性分 析。Scammdls等人在提出離子液體研究過程中所被忽視的問題時(shí)，除了離子液體 的純度和穩(wěn)定性問題外，還著重強(qiáng)調(diào)了離子液體的可降解性、毒性和可回收性等問 題。然而一系列的研究表明，常規(guī)的如咪唑、吡啶類的離子液體可降解性很差，這 就意味著，這些離子液體在最終排放或者偶然泄露后，會(huì)殘留在環(huán)境中得不到降 解，它們必然不易通過目前使用最廣泛的生物處理工藝去除，排放到水體等自然環(huán) 境中后也不易通過天然的生物自凈作用而逐漸減少其含量。因此，它們會(huì)在水體、 土壤等自然介質(zhì)中不斷累積，甚至可能通過食物鏈進(jìn)入生物體并逐漸富集，最后進(jìn) 入人體，危害人體健康。這不但嚴(yán)重違背了綠色化學(xué)12條原則中的第10條"化工 產(chǎn)品應(yīng)被設(shè)計(jì)成在完成使命后不在環(huán)境中久留并被降解為無毒的產(chǎn)物"，還必然要 嚴(yán)重限制離子液體的進(jìn)一步大規(guī)模的工業(yè)應(yīng)用。因此，開發(fā)可生物降解的離子液體 迫在眉睫、刻不容緩。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于合成一種可生物降解的離子液體，所合成的離子液體以環(huán)烷 酸、脂肪酸、氨基酸三大類系列化合物為陰離子供體，以膽堿類衍生物為陽(yáng)離子供 體。本專利技術(shù)的具體方法為選取環(huán)烷酸類化合物環(huán)戊垸羧酸、環(huán)戊基乙酸、環(huán)己垸羧酸、l-甲基-l-環(huán)己垸羧酸、環(huán)己基丙酸、4-戊基環(huán)己烷羧酸、二環(huán)己基乙酸、 環(huán)己烯甲酸、苯甲酸、乙酰水楊酸、萘氧乙酸、9-蒽基羧酸、松香酸、脫氧膽酸、5e-膽垸酸、is-e-甘草次酸、石膽酸，脂肪酸類化合物月桂酸、豆蔻酸、軟脂酸、硬脂酸、花生酸、油酸、亞油酸、亞麻酸、花生四烯酸，氨基酸類化合物甘 氨酸、亮氨酸、蛋氨酸、酪氨酸、組氨酸、蘇氨酸、丙氨酸、異亮氨酸、色氨酸、 半胱氨酸、賴氨酸、纈氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、絲氨酸、精氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、谷氨酸、谷氨酰胺、4-羥脯氨酸、5-羥賴氨酸、6-N-甲基賴氨酸中的一種 為陰離子供體；選取膽堿類衍生物膽堿、氯化膽堿、乙酰膽堿、磷酰膽堿、丁酰 膽堿、苯甲酰膽堿、磷脂酰膽堿中的一種為陽(yáng)離子供體，在常溫、常壓下通過一步 反應(yīng)生成膽堿類離子液體。所合成的離子液體在相應(yīng)的生物降解性測(cè)定方法中，降 解率都可以達(dá)到60%以上，表明該類離子液體是可以而且易于生物降解的。具體實(shí)施例方式本專利技術(shù)用以下實(shí)例說明，但本專利技術(shù)并不限于下述實(shí)施例，在不脫離前后所述宗 旨的范圍下，變化實(shí)施都包含在本專利技術(shù)的技術(shù)范圍內(nèi)。實(shí)施例1精密稱取0. 2mol環(huán)己垸羧酸計(jì)25.6g，加入圓底燒瓶中，再向其中加入100ml 乙醇作為反應(yīng)介質(zhì)，并充分?jǐn)嚢枋弓h(huán)己垸羧酸完全溶解，得澄清透明的均相溶液。 然后在攪拌的條件下，向其中緩慢滴加45wt呢的膽堿溶液計(jì)52.5g。在室溫條件下 反應(yīng)2h。反應(yīng)物在5(TC的條件下真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)90min，將大部分乙醇除去，然后將 所得的液體置于真空干燥箱5(TC干燥48h，最終得性狀為無色、粘稠液體的產(chǎn)品 43.6g，該離子液體經(jīng)OECD301D閉瓶實(shí)驗(yàn)測(cè)試，其在28天的時(shí)間內(nèi)，降解效率為 69.1%。實(shí)施例2精密稱取水楊酸27.6g，加入圓底燒瓶中，再向其中加入100ml乙醇作為反應(yīng) 介質(zhì)，并充分?jǐn)嚢枋顾畻钏嵬耆芙猓贸吻逋该鞯木嗳芤骸Ｈ缓笤跀嚢璧臈l件 下，向其中緩慢滴加45wt呢的膽堿溶液53.1g。在25'C的溫度條件下反應(yīng)20h。反 應(yīng)物在50。C的條件下真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)60min，將大部分乙醇除去，然后將所得的液體 置于真空干燥箱5(TC干燥48h，最終得性狀為淡黃色、粘稠液體的產(chǎn)品45.3g。該 離子液體經(jīng)OECD 301D閉瓶實(shí)驗(yàn)測(cè)試，其在28天的時(shí)間內(nèi)，降解效率為71.4%。實(shí)施例3精密稱取油酸28.3g，加入圓底燒瓶中，再向其中加入100ml乙醇作為反應(yīng)介 質(zhì)，并充分?jǐn)嚢枋褂退嵬耆芙猓贸吻逋该鞯木嗳芤骸Ｈ缓笤跀嚢璧臈l件下， 向其中緩慢滴加40wt呢的芐基三甲基氫氧化銨的甲醇溶液42.00g。在2(TC的溫度條 件下反應(yīng)2h。反應(yīng)物在4(TC的條件下真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)90min，將大部分甲醇除去，然 后將所得的產(chǎn)物置于真空干燥箱5(TC干燥48h，最終得產(chǎn)物43.7g。該離子液體經(jīng) OECD 301D閉瓶實(shí)驗(yàn)測(cè)試，其在28天的時(shí)間內(nèi)，降解效率為79.2%。實(shí)施例4精密稱取丙氨酸8.91g，加入圓底燒瓶中，再向其中加入10ml乙醇作為反應(yīng)介 質(zhì)，并充分?jǐn)嚢枋贡彼嵬耆芙猓贸吻逋该鞯木嗳芤骸Ｈ缓笤跀嚢璧臈l件 下，向其中緩慢滴加40wt免的芐基三甲基氫氧化銨的甲醇溶液42.00g。在15'C的溫 度條件下反應(yīng)24h。反應(yīng)物在4(TC的條件下真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)60min，將大部分反應(yīng)介 質(zhì)乙醇以及節(jié)基三甲基氫氧化銨的甲醇溶液中的甲醇除去，然后將所得的產(chǎn)物置于 真空干燥箱5(TC干燥48h，最終得產(chǎn)物22.9g。該離子液體經(jīng)OECD 301D閉瓶實(shí)驗(yàn) 測(cè)試，其在28天的時(shí)間內(nèi)，降解效率為74.6%。權(quán)利要求1. 一種可生物降解的膽堿類離子液體，其特征在于該類離子液體是以可降解的一元有機(jī)酸羧酸類系列化合物為陰離子供體，以膽堿類化合物為陽(yáng)離子供體，在一定溫度、壓力條件下反應(yīng)一定時(shí)間合成的。2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中該類離子液體的陰離子供體為有機(jī)羧酸類系 列化合物，主要包括環(huán)烷酸、脂肪酸、氨基酸三大類，其中環(huán)垸酸主要包括環(huán) 戊烷羧酸、環(huán)戊基乙酸、環(huán)己烷羧酸、l-甲基-l-環(huán)己烷羧酸、環(huán)己基丙酸、4-戊基環(huán)己垸羧酸、二環(huán)己基乙酸、環(huán)己烯甲酸、苯甲酸、乙酰水楊酸、萘氧乙 酸、9-蒽基羧酸、松香酸、脫氧膽酸、5fB-膽烷酸、18-e-甘草次酸、石膽酸， 脂肪酸主要包括月桂酸、豆蔻酸、軟脂酸、硬脂酸、花生酸、油酸、亞油酸、 亞麻酸、花生四烯酸，氨基酸主要包括甘氨酸、亮氨酸、蛋氨酸、酪氨酸、組 氨酸、蘇氨酸、丙氨酸、異亮氨酸、色氨酸、半胱氨酸、賴氨酸、纈氨酸、苯 丙氨酸、脯氨酸、絲氨酸、精氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、谷氨酸、谷氨酰胺、 4-羥脯氨酸、5-羥賴氨酸、6-N-甲基賴氨酸。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中該類離子液體的陽(yáng)離子供體為膽堿類化合物， 主要包括膽堿、氯化膽堿、乙酰膽堿、磷酰膽堿、丁酰膽堿、苯甲酰膽堿、磷 脂酰膽堿。4. 根據(jù)權(quán)利要求1 3所述的方法，其中該類離子液體的合成主要是各自選取上述 陰、陽(yáng)離子供體化合物中的一種，通過一歩中和反應(yīng)完成。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中該類離子液體是在常壓下，10 9(TC的溫度 條件下反應(yīng)l~24h合成的。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，該類離子液體在生物降解性測(cè)定方法閉瓶實(shí)驗(yàn)中， 降解率都可以達(dá)到60%以上，表明該類離子液體是可以生物降解本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種可生物降解的膽堿類離子液體，其特征在于該類離子液體是以可降解的一元有機(jī)酸羧酸類系列化合物為陰離子供體，以膽堿類化合物為陽(yáng)離子供體，在一定溫度、壓力條件下反應(yīng)一定時(shí)間合成的。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張鎖江，于英豪，呂興梅，周清，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)科學(xué)院過程工程研究所，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：11[中國(guó)|北京]