(2-羥基-3-烯丙氧基)丙基二甲基叔胺的合成研究

盧秋曉 汪喬喬

(江西省化學(xué)工業(yè)高級技工學(xué)校，江西 南昌 330039)

叔胺是多種藥物分子和天然產(chǎn)物的重要結(jié)構(gòu)組成部分，其化合物在化療和各種疾病中有著廣泛應(yīng)用，是有機(jī)合成和藥物合成的重要原料和中間體[1-3]。叔胺類化合物也是生產(chǎn)多功能兩性表面活性劑、陽離子離子表面活性劑、催化劑、壓裂液、防污涂料和早強(qiáng)型聚羧酸減水劑等精細(xì)化工產(chǎn)品的重要中間體[4-13]。關(guān)于(2-羥基-3-烯丙氧基)丙基二甲基叔胺(AGE-DMA)的合成及應(yīng)用研究未見報(bào)道，本文以二甲胺(DMA)和烯丙基縮水甘油醚(AGE)為原料合成AGE-DMA。本方法具有合成工藝簡單、反應(yīng)條件溫和產(chǎn)率高等優(yōu)點(diǎn)，適合工業(yè)化生產(chǎn)。其合成方法如式1所示。

式1目標(biāo)化合物的合成路線

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器及試劑

Nicolet iS10型傅立葉變換紅外光譜儀，美國賽默飛世爾科技公司；AVANCE III HD型400 MHz核磁共振儀，德國布魯克公司，內(nèi)標(biāo)為TMS，溶劑為D2O；XH42-XH-616型化學(xué)試劑沸點(diǎn)測定儀，北京中西遠(yuǎn)大科技有限公；DF101Z型集熱式恒溫加熱磁力攪拌器，邦西儀器科技(上海)有限公司；EL-204型電子天平，梅特勒-托利多公司；SHB-ⅢS循環(huán)水式多用真空泵，鄭州長城科工貿(mào)有限公司；RE-52AA型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器，上海亞榮生化儀器廠。

質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的二甲胺(DMA)水溶液、烯丙基縮水甘油醚(AGE)，分析純，上海麥克林生化科技有限公司；乙醇，分析純，江蘇強(qiáng)生功能化學(xué)股份有限公司；溴化鉀，光譜純，薩恩化學(xué)技術(shù)(上海)有限公司。

1.2 AGE-DMA的合成

在裝有攪拌磁子、恒壓滴液漏斗、N2導(dǎo)氣管、冷凝回流裝置以及溫度計(jì)的150mL四口燒瓶中，加入33.81g(0.3mol)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的二甲胺溶液，攪拌加熱至40℃。稱取計(jì)量的烯丙基縮水甘油醚，并將其在2h內(nèi)滴加到反應(yīng)體系中，滴加完畢后繼續(xù)恒溫50℃反應(yīng)4h。反應(yīng)完畢，將所得溶液進(jìn)行減壓蒸餾(旋蒸)，去除大部分水和過量的烯丙基縮水甘油醚，再加入乙醇三次(每次20mL乙醇)，旋蒸出水、殘余烯丙基縮水甘油醚和溶劑乙醇，然后旋蒸回收乙醇，即得到無色透明粘狀液體AGE-DMA。

1.3 產(chǎn)物結(jié)構(gòu)表征

(2-羥基-3-烯丙氧基)丙基二甲基叔胺(AGE-DMA)：收率99.67%，無色透明粘狀液體，bp232.6～234.8℃；FT-IR：1643cm-1是C=C的吸收峰，920cm-1處環(huán)氧環(huán)基的C-O的吸收峰消失，而在3308cm-1處出現(xiàn)了-OH的伸縮振動(dòng)吸收峰，證明烯丙基縮水甘油醚與二甲胺發(fā)生了開環(huán)反應(yīng)；1H-NMR(300MHz，D2O)：化學(xué)位移5.864ppm對應(yīng)(CH2=CH-)的氫，5.204ppm對應(yīng)(CH2=CH-)的氫，4.281ppm對應(yīng)(CH2=CH-CH2-O-)的氫，3.852ppm對應(yīng)(CH2-CH-OH)的氫，3.423ppm對應(yīng)(O-CH2-CH-OH)的氫，3.152ppm對應(yīng)(-CH2CH-OH)的氫，2.311ppm對應(yīng)(CH-CH2-N-)上的氫，2.123ppm對應(yīng)(-N-CH3)上的氫，且對應(yīng)的積分符合氫原子數(shù)。由FT-IR和1H-NMR譜圖可以確定合成了AGE-DMA。

2 結(jié)果與討論

2.1 反應(yīng)物的物質(zhì)的量比對反應(yīng)收率的影響

控制反應(yīng)溫度50℃，反應(yīng)時(shí)間6h不變，我們考察了原料的物質(zhì)的量比對反應(yīng)收率的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

表1 原料的物質(zhì)的量比對反應(yīng)收率的影響

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，原料的物質(zhì)的量比對反應(yīng)收率有較大的影響。從表1可以看出，當(dāng)n(DMA)：n(AGE)=1.00：1.05時(shí)，反應(yīng)收率到達(dá)最大值，檢測顯示二甲胺已全部反應(yīng)完畢，繼續(xù)增加烯丙基縮水甘油醚的用量，反應(yīng)收率趨于穩(wěn)定。因此，n(DMA)：n(AGE)=1.00：1.05為適宜原料的物質(zhì)的量比，反應(yīng)收率為99.67%。

2.2 反應(yīng)溫度對反應(yīng)收率的影響

控制n(DMA)：n(AGE)=1.00：1.05，反應(yīng)時(shí)間6h不變，我們考察了反應(yīng)溫度對反應(yīng)收率的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。

圖1 反應(yīng)溫度對反應(yīng)收率的影響

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，反應(yīng)溫度對反應(yīng)收率有很大的影響。從圖1可以看出，隨著反應(yīng)溫度的升高，反應(yīng)收率先迅速增大后逐漸減小，當(dāng)反應(yīng)溫度為50℃時(shí)，反應(yīng)收率到達(dá)最大值。因此，反應(yīng)溫度應(yīng)控制在50℃比較合適，反應(yīng)收率可達(dá)99.67%。

2.3 反應(yīng)時(shí)間對反應(yīng)收率的影響

控制n(DMA)：n(AGE)=1.00：1.05，反應(yīng)溫度50℃不變，我們考察了反應(yīng)時(shí)間對反應(yīng)收率的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。

圖2 反應(yīng)時(shí)間對反應(yīng)收率的影響

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，反應(yīng)時(shí)間對反應(yīng)收率有很大的影響。從圖2可以看出，隨著反應(yīng)時(shí)間的延長，反應(yīng)收率先迅速增大后趨于穩(wěn)定，當(dāng)反應(yīng)時(shí)間為6h時(shí)，反應(yīng)收率到達(dá)最大值。因此，反應(yīng)時(shí)間應(yīng)控制在6h比較合適，反應(yīng)收率可達(dá)99.67%。

3 結(jié)論

以二甲胺和烯丙基縮水甘油醚為原料合成(2-羥基-3-烯丙氧基)丙基二甲基叔胺的最優(yōu)化條件為n(二甲胺)：n(烯丙基縮水甘油醚)=1.00：1.05，反應(yīng)溫度為50℃，反應(yīng)時(shí)間為6h。在此優(yōu)化合成工藝條件下，產(chǎn)品收率可達(dá)99.67%。