CN111362846A - 一种端炔基两性离子化合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种端炔基两性离子化合物及其制备方法。其结构新颖、高反应活性、可生物降解的端炔基两性离子化合物，同时该化合物中含有活性基团炔基，可作为一种活性单体发生共聚或者引入其他功能基团，是一种潜在的活性单体。本发明的方法步骤为：在装有二异氰酸酯的反应瓶中滴加丙炔醇反应液进行第一步异氰酸酯封端反应；再向反应液中加入定量的N,N‑二甲基乙醇胺反应液进行第二步氨基取代反应；最后向反应液中加入定量阴离子醚化剂进行第三步季铵化反应，所得产物为一种端炔基两性离子化合物，其具体结构式为：
Figure DDA0002455303000000011
其中，R1为‑CH2‑COO‑，
Figure DDA0002455303000000012
R为‑CH2‑CH2‑CH2‑CH2‑CH2‑CH2‑，

Description

一种端炔基两性离子化合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种端炔基两性离子化合物及其制备方法。
背景技术
两性离子化合物是一种同时具有阴、阳离子基团的物质。目前研究较多的 两性离子化合物包括磷酰胆碱型、磺基甜菜碱型、羧基甜菜碱型以及两性电荷 混合型。现如今，很多学者都在进行相关两性离子化合物的研究，并且合成了 具有一定结构以及特殊功能的两性离子化合物，它们在抗生物污染、医学药物 以及仿生材料等方面有着一定的应用。然而，目前可使用的两性离子化合物产 品种类有限，结构和性能比较单一，特别是并不具备高的反应活性。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种端炔基两性离子化合物及其制备方法。
为解决现有技术存在的问题，本发明的技术方案是：一种端炔基两性离子 化合物，其特征在于：其具体结构式为：
Figure BDA0002455302990000011
其中，R1为-CH2-COO-，
Figure BDA0002455302990000012
R为 -CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-，
Figure BDA0002455302990000013
一种端炔基两性离子化合物的制备方法，其特征在于：步骤为：
1)在二异氰酸酯中滴加丙炔醇进行异氰酸酯封端反应，其中二异氰酸酯和 丙炔醇的摩尔比为1:2；
2)再向反应液中加入N,N-二甲基乙醇胺进行氨基取代反应，其中N,N-二 甲基乙醇胺和丙炔醇的摩尔比为1:1；
3)将步骤2)所得反应液用饱和K2CO3水溶液调至pH为7—9弱碱性， 最后向反应液中加入阴离子醚化剂进行季铵化反应，反应结束后浓缩反应液， 纯化分离出产物，真空干燥至恒重，即得端炔基两性离子化合物；其中阴离子 醚化剂和N,N-二甲基乙醇胺的摩尔比为1:1。
所述的步骤1)在60～90℃反应5～9h；
步骤2)在60～80℃反应8～12h；
步骤3)在60～80℃反应6～12h。
所述的阴离子醚化剂为氯乙酸钠，2-氯乙基磺酸钠，3-氯-2-羟基丙磺酸钠 中任意一种；
所述的二异氰酸酯为4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯(4,4-HDI)，2,2-二苯基甲 烷二异氰酸酯(2,2-HDI)，二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)，六亚甲基二异 氰酸酯(HDI)中任意一种。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
1)本发明提供了一种结构新颖、高反应活性、可生物降解的端炔基两性离 子化合物；同时该化合物中含有活性基团炔基，可作为一种活性单体发生共聚 或者引入其他功能基团，是一种潜在的活性单体；
2)本发明提供的制备方法，原料易得，成本低，制备过程方便简洁，易于 放大生产。
3)适用范围广：本发明提供的产物本身可以作为表面活性剂，其衍生物还 可作为润湿剂、杀菌剂、乳化剂应用在油田采油中。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例， 对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以 解释本发明，并不用于限定本发明。
一种端炔基两性离子化合物的反应方程式如下：
Figure BDA0002455302990000031
其中，R1为-CH2-COO-，
Figure BDA0002455302990000032
R为 -CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-，
Figure BDA0002455302990000033
实施例1
一种端炔基两性离子化合物的制备方法为：
将六亚甲基二异氰酸酯(8.41g，0.05mol)加入装有丙二醇甲醚醋酸酯的 反应瓶中，升温至50℃，向其滴加丙炔醇(5.60g，0.10mol)，滴加时间为50min， 滴加完毕后，升温至60℃，继续反应9h；反应结束后，向上述反应液中滴加 N,N-二甲基乙醇胺(8.91g，0.10mol)，滴加时间为30min，滴加完毕在60℃下 继续反应12h；反应结束后，降温至50℃，用饱和K2CO3水溶液调至反应液pH 值为9，加入3-氯-2-羟基丙磺酸钠反应液(19.66g，0.10mol)，在80℃继续反 应6h，反应结束后除去不溶物质，浓缩反应液，用甲苯柱层析法纯化分离出产 物，真空干燥至恒重便得产物。
实施例1所得产物的结构式为：
Figure BDA0002455302990000041
1H NMR(300MHz，DMSO)：δ4.82(d，4H)，4.76(s，2H)，4.16(m， 2H)，3.67～3.35(m，18H)，3.30(s，12H)，2.94(t，4H)，1.53(m，4H)， 1.29(m，4H)ppm。
实施例2
一种端炔基两性离子化合物的制备方法为：
将4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯(13.11g，0.05mol)加入装有丙二醇甲醚醋 酸酯的反应瓶中，升温至50℃，向其滴加丙炔醇(5.60g，0.10mol)，滴加时间 为50min，滴加完毕后，升温至80℃，继续反应5h；反应结束后，在该温度 下向上述反应液中滴加N,N-二甲基乙醇胺(8.91g，0.10mol)，滴加时间为30 min，滴加完毕在该温度下继续反应8h；反应结束后，降温至50℃，用饱和 K2CO3水溶液调至反应液pH值为8，加入氯乙酸钠反应液(11.65g，0.10mol)， 在60℃继续反应12h，反应结束后除去不溶物质，浓缩反应液，用甲苯柱层析 法纯化分离出产物，真空干燥至恒重便得产物。
Figure BDA0002455302990000051
1H NMR(300MHz，DMSO)：δ7.36(d，8H)，7.13(d，8H)，4.85(s， 4H)，4.35(s，4H)，4.07(t，4H)，3.85(s，2H)，3.68(t，4H)，3.37(s， 2H)，3.32(s，12H)ppm。
实施例3
一种端炔基两性离子化合物的制备方法为：
将二环己基甲烷二异氰酸酯(13.17g，0.05mol)加入装有丙二醇甲醚醋酸 酯的反应瓶中，升温至50℃，向其滴加丙炔醇(5.60g，0.10mol)，滴加时间为 50min，滴加完毕后，升温至90℃，继续反应5h；反应结束后，降温至60℃， 向上述反应液中滴加N,N-二甲基乙醇胺(8.91g，0.10mol)，滴加时间为30min， 滴加完毕在60℃下继续反应12h；反应结束后，降温至50℃，用饱和K2CO3水溶液调至反应液pH值为9，加入2-氯乙基磺酸钠反应液(18.46g，0.10mol)， 升温至70℃，继续反应10h，反应结束后除去不溶物质，浓缩反应液，用甲苯 柱层析法纯化分离出产物，真空干燥至恒重便得产物。
Figure BDA0002455302990000061
1H NMR(300MHz，DMSO)：δ4.83(d，4H)，3.86～3.78(m，8H)，3.56～3.50 (m，6H)，3.41(m，4H)，3.34(s，2H)，3.28(s，12H)，1.76～1.34(m， 18H)，1.12(t，2H)ppm。
以上所述仅是本发明的优选实施例，并非用于限定本发明的保护范围，应 当指出，对本技术领域的普通技术人员在不脱离本发明原理的前提下，对其进 行若干改进与润饰，均应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种端炔基两性离子化合物，其特征在于：其具体结构式为：
Figure FDA0002455302980000011
其中，R1为-CH2-COO-，
Figure FDA0002455302980000012
R为-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-，
Figure FDA0002455302980000013
2.根据权利要求1所述的一种端炔基两性离子化合物的制备方法，其特征在于：步骤为：
1)在二异氰酸酯中滴加丙炔醇进行异氰酸酯封端反应，其中二异氰酸酯和丙炔醇的摩尔比为1:2；
2)再向反应液中加入N,N-二甲基乙醇胺进行氨基取代反应，其中N,N-二甲基乙醇胺和丙炔醇的摩尔比为1:1；
3)将步骤2)所得反应液用饱和K2CO3水溶液调至pH为7—9弱碱性，最后向反应液中加入阴离子醚化剂进行季铵化反应，反应结束后浓缩反应液，纯化分离出产物，真空干燥至恒重，即得端炔基两性离子化合物；其中阴离子醚化剂和N,N-二甲基乙醇胺的摩尔比为1:1。
3.根据权利要求2所述的一种端炔基两性离子化合物的制备方法，其特征在于：所述的步骤1)在60～90℃反应5～9h；
步骤2)在60～80℃反应8～12h；
步骤3)在60～80℃反应6～12h。
4.根据权利要求2或3所述的一种端炔基两性离子化合物的制备方法，其特征在于：所述的阴离子醚化剂为氯乙酸钠，2-氯乙基磺酸钠，3-氯-2-羟基丙磺酸钠中任意一种。
5.根据权利要求4所述的一种端炔基两性离子化合物的制备方法，其特征在于：所述的二异氰酸酯为4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯(4,4-HDI)，2,2-二苯基甲烷二异氰酸酯(2,2-HDI)，二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)，六亚甲基二异氰酸酯(HDI)中任意一种。
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