樟脑基咪唑型离子液体的制备及其应用研究

作     者：卞天岑 

作者单位：南京林业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王石发

授予年度：2020年

学科分类：081704[工学-应用化学] 07[理学] 070304[理学-物理化学(含∶化学物理)] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0703[理学-化学] 

主      题：樟脑磺酸 咪唑 离子液体 催化 生物活性 

摘      要：樟脑是一种单萜类化合物,具有抑菌、驱虫等多种生物活性,同时也是一种重要的中间体,其衍生物在医药、材料等领域具有重要的应用价值,如可用作精油制剂、化妆品生产以及传统医学比如皮肤消炎和镇痛等诸多用途。除此以外,樟脑由于具有多环的刚性结构以及含有多个手性中心,常用作手性助剂以及催化剂,具有广阔的应用领域。离子液体是一种由有机阳离子和有机阴离子或者无机阴离子组成的化合物,具有挥发性小、熔点低、导电性和稳定性好等优点,在各个领域都展示出了自身的潜力。离子液体还可以通过改变自身的阳离子或者阴离子上的取代基来改变自身结构与功能。这些优点使得离子液体在催化、有机合成、电化学以及高分子材料领域得到广泛应用。咪唑类化合物作为离子液体最常见的一类化合物,广泛应用于有机合成、抗肿瘤、抗菌以及抗氧化领域,是一种常见的具有药学活性的物质,在多种疾病治疗方面发挥了重要的作用;咪唑型离子液体由于稳定性高,在催化方面有着极大的潜力。本文以樟脑磺酸为起始原料,经过碘化和环化等手段,制备了16种新型的樟脑基咪唑型离子液体,结合NMR、HR-MS和IR等分析方法,对合成产物进行了结构表征,研究了咪唑环上C2位的特征质子(N-C=N)的化学位移以及影响因素,所合成的化合物均表现出良好的热稳定性;探索了化合物3a-6d的结构与催化性能和生物活性之间的关系,结果表明化合物3a、3b、3d、4a、4b、4c、4d、5a和5c对醛与醇的氧化酯化具有中等以上的催化活性,其中以3a为例,对底物醛和醇的广谱性作了相应的分析。结果表明,不仅是芳香醛而且脂肪醛都可以以很高的反应活性和不同的醇类反应,最高产率可达98%,而只需氧气作为氧化剂。采用Mycelial Growth法测定目标化合物对上述三种植物病原真菌的抑制效果,通过分析抑菌活性结果,可得:目标化合物对***、***和***均具有一定的抑菌活性。其中,绝大部分目标化合物对于***的抑制活性普遍优于阳性药,尤其是3d、5a对其抑制率可达100%,效果优于阳性药;3d、4a对***有较好的抑制活性,抑制率分别可达为66.2%、70.4%,效果与阳性药相仿;受试化合物对***具有一定的抑制效果。对A549、MCF-7和人Hep G2这三株肿瘤细胞进行了体外抗肿瘤活性测试;化合物3a、4b、4c、4d对这三种的肿瘤的抑制活性能达到中等的抑制效果,并且樟脑环上的羰基依然保留,可以进行一定的修饰,具有一定的潜力用作先导化合物。