CN114736188A - 一种合成尼古丁盐及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及化学合成技术领域,尤其涉及一种合成尼古丁盐及其制备方法。一种合成尼古丁盐,化学式为C10H16N2 2+·(C7H5O2 -)2,所述的合成尼古丁盐属于正交晶系,P222空间群,晶胞参数为a=8.1464(3)Å,b=19.2646(5)Å,c=30.8280(4)Å,α=90.00°,β=90.00°,γ=90.00°,V=4651.66(5)Å3。本发明的合成尼古丁盐制备方法操作简单、方便,重现性好、结晶度高,稳定性好。该合成尼古丁盐可降低游离尼古丁的刺激性,提高电子烟的吸食感。
Description
技术领域
本发明涉及化学合成技术领域,尤其涉及一种合成尼古丁盐及其制备方法。
背景技术
尼古丁也叫烟碱,是一种无色至淡黄色透明油状液体。尼古丁是烟草的重要成分和主要致瘾成分,尼古丁通过口鼻支气管粘膜很容易被机体吸收,当尼古丁进入体内,会经由血液传送到达脑部,对神经系统有刺激作用,使吸食者产生愉悦感。
2003年,药剂师韩力带领团队发明了第一个基于尼古丁的电子烟产品。它是一种电子雾化器,由电池驱动,通过加热“烟弹”中的液体(俗称烟油),产生“蒸气”供人吸食,减少了传统香烟在燃烧过程中产生的有害物质。烟油的主要成分是尼古丁,甘油,丙二醇,聚乙二醇,以及烟草专用香精。相对于游离态尼古丁,尼古丁盐对于口腔或喉咙的粘膜刺激要小很多。尼古丁盐进入人体后会分解成尼古丁和对应的酸,同等质量的尼古丁盐和尼古丁相比,进入人体的尼古丁量要少,更容易被吸入,具有更舒适的吸入感及解瘾能力。近年来关于尼古丁盐的研究受到人们的关注。
在本专利申请工作之前,尚没有关于C10H16N2 2+·(C7H5O2 -)2合成尼古丁盐方面的专利文献和科学论文的报道。
发明内容
为降低尼古丁的刺激性提高电子烟的吸食感,本发明所要解决的技术问题是提供一种合成尼古丁盐。
本发明的另一个目的是提供上述合成尼古丁盐的制备方法。
本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现:
一种合成尼古丁盐,化学式为C10H16N2 2+·(C7H5O2 -)2, 其中C10H16N2 2+为(S)-尼古丁二价阳离子,其结构式如下 :
C7H5O2 - 为苯甲酸根,其结构式如下:
所述合成尼古丁盐属于正交晶系,P222空间群,晶胞参数为a=8.1464(3)Å,b=19.2646(5)Å,c=30.8280(4)Å,α=90.00°,β=90.00°,γ=90.00°,V=4651.66(5) Å3。
进一步地, 该合成尼古丁盐化合物的结构单元中存在1个(S)-尼古丁二价阳离子C10H16N2 2+和2个苯甲酸根阴离子C7H5O2 -。
进一步地,(S)-尼古丁阳离子C10H16N2 2+和苯甲酸根阴离子C7H5O2 -通过分子间弱C—H···O氢键和芳香环之间π-π作用,进一步构筑成沿a轴的一维超分子孔状结构。
一种合成尼古丁盐的制备方法:将(S)-尼古丁、苯甲酸加入乙醇和蒸馏水的混合溶液中,充分搅拌后过滤,将滤液置于高压反应釜中进行水热反应,反应完成后缓慢降温冷却至室温、过滤,所得滤液自然静止挥发后得到所述的尼古丁盐。
进一步的,所述(S)-尼古丁、苯甲酸摩尔比为1 : 1.8~2.2。
进一步的,所述的加热温度为80~110℃。
进一步的,所述加热反应时间为36~96小时。
进一步的,所述的降温速率为2℃/小时~10℃/小时,降至室温。
进一步的,所述的混合溶液乙醇和蒸馏水的体积比为1~2 : 1。
本发明具有如下有益效果:本发明首次采用溶剂热反应和挥发法相结合,制备一种合成尼古丁盐。如图3 所示,本发明所述合成尼古丁盐具有荧光性能,能发出稳定的蓝色荧光,可以作为潜在的荧光材料。本发明所述合成尼古丁盐的制备方法,操作简单、方便,重现性好,结晶度高,该合成尼古丁盐可降低游离尼古丁的刺激性,提高了电子烟的吸食感。
附图说明
图1 本发明所述合成尼古丁盐的单元结构图。
图2 本发明所述合成尼古丁盐的一维超分子孔状结构图。
图3 本发明所述合成尼古丁盐的固态荧光图谱,最大发射波长455nm。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的说明。
实施例1:
将0.1mmol(S)-尼古丁、0.2mmol苯甲酸置于20mL乙醇/蒸馏水( V:V=1:1)中,室温下充分搅拌120min后过滤,将滤液转移至以聚四氟乙烯作衬里的不锈钢反应釜中,将不锈钢反应釜密封后放入烘箱中,在100℃下水(溶剂)热反应96h,之后以2℃/小时降至室温后过滤,所得滤液自然静止挥发,得到所述的合成尼古丁盐无色块状晶体。
然后将上述尼古丁盐进行结构表征
晶体X-射线衍射数据采用Bruker Smart Apex CCD单晶衍射仪测定。在223K下用石墨单色化的Mo Kα射线(λ = 0.071073nm)作为辐射源,收集衍射数据。扫描方式为φ-ω扫描,并进行Lp 因子校正和经验吸收校正。采用直接法确定非氢原子的位置坐标,全部非氢原子坐标及其各向异性热参数进行全矩阵最小二乘法修正,氢原子通过理论加氢确定,并进行各向同性精修。晶体学参数见表1,结构见图1,图2。
表1 制备的合成尼古丁盐的主要晶体学数据
Compound | 1 |
Empirical formula | C<sub>24</sub>H<sub>26 </sub>O<sub>4</sub>N<sub>2</sub> |
Formular weight | 406.47 |
Crystal size / mm | 0.35×0.20×0.15 |
Crystal system | Orthorhombic |
Space group | P 222 |
<i>a</i> / Å | 8.1464(3) |
<i>b</i> / Å | 19.2646(5) |
<i>c</i>/ Å | 30.8280(4) |
<i>α</i> / (º) | 90.00 |
<i>β</i> / (º) | 90.00 |
<i>γ</i> / (º) | 90.00 |
<i>V</i> / Å<sup>3</sup> | 4651.66(5) |
<i>Z</i> | 8 |
<i>D</i><sub><i>c</i></sub> / (g·cm<sup>-3</sup>) | 2.262 |
<i>λ</i> / nm | 0.071073 |
Temperature / K | 223.15 |
θ range / (º) | 2.653~26.740 |
Collected reflections | 19580 |
Unique reflections | 5754 |
Observed reflection | 2968 |
<i>R</i><sub>int</sub> | 0.0317 |
<i>F(000)</i> | 928 |
<i>μ</i> / mm<sup>-1</sup> | 0.191 |
<i>R</i><sub>1</sub> | 0.0429 |
<i>wR</i><sub>2</sub> | 0.1067 |
一种合成尼古丁盐,化学式为C10H16N2 2+·(C7H5O2 -)2 所述合成尼古丁盐属于正交晶系,P222空间群,晶胞参数为a=8.1464(3)Å,b=19.2646(5)Å,c=30.8280(4)Å,α=90.00°,β=90.00°,γ=90.00°,V=4651.66(5) Å3。该合成尼古丁盐的不对称结构单元由一个(S)-尼古丁二价阳离子C10H16N2 2+和二个苯甲酸根阴离子C7H5O2 -组成,如图1所示。相邻的尼古丁阳离子C10H16N2 2+和苯甲酸根阴离子C7H5O2 -通过分子间的弱C—H···O氢键和芳香环间的π-π作用,构筑成沿a轴方向的一维超分子孔状结构,如图2所示。
实施例2:
将0.1mmol(S)-尼古丁、0.22mmol苯甲酸置于20mL乙醇/蒸馏水( V:V=1:1)中,室温下充分搅拌120min后过滤,将滤液转移至以聚四氟乙烯作衬里的不锈钢反应釜中,将不锈钢反应釜密封后放入烘箱中,在100℃下水(溶剂)热反应72h,之后以2℃/小时降至室温后过滤,所得滤液自然静止挥发,得到所述的合成尼古丁盐无色块状晶体。
实施例3:
将0.1mmol(S)-尼古丁、0.18mmol苯甲酸置于20mL乙醇/蒸馏水( V:V=1:2)中,室温下充分搅拌180min后过滤,将滤液转移至以聚四氟乙烯作衬里的不锈钢反应釜中,将不锈钢反应釜密封后放入烘箱中,在110℃下水(溶剂)热反应48h,之后以5℃/小时降至室温后过滤,所得滤液自然静止挥发,得到所述的合成尼古丁盐无色块状晶体。
实施例4:
将0.1mmol(S)-尼古丁、0.2mmol苯甲酸置于20mL乙醇/蒸馏水( V:V=2:1)中,室温下充分搅拌180min后过滤,将滤液转移至以聚四氟乙烯作衬里的不锈钢反应釜中,将不锈钢反应釜密封后放入烘箱中,在80℃下水(溶剂)热反应96h,之后以10℃/小时降至室温后过滤,所得滤液自然静止挥发,得到所述的合成尼古丁盐无色块状晶体。
实施例5:
将0.1mmol(S)-尼古丁、0.2mmol苯甲酸置于20mL乙醇/蒸馏水( V:V=1:2)中,室温下充分搅拌120min后过滤,将滤液转移至以聚四氟乙烯作衬里的不锈钢反应釜中,将不锈钢反应釜密封后放入烘箱中,在100℃下水(溶剂)热反应96h,之后以2℃/小时降至室温后过滤,所得滤液自然静止挥发,得到所述的合成尼古丁盐无色块状晶体。
实施例6:
将0.1mmol(S)-尼古丁、0.2mmol苯甲酸置于20mL乙醇/蒸馏水( V:V=1:2)中,室温下充分搅拌120min后过滤,将滤液转移至以聚四氟乙烯作衬里的不锈钢反应釜中,将不锈钢反应釜密封后放入烘箱中,在110℃下水(溶剂)热反应96h,之后以2℃/小时降至室温后过滤,所得滤液自然静止挥发,得到所述的合成尼古丁盐无色块状晶体。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制,但凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案,均应落在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种合成尼古丁盐,其化学式为C10H16N2 2+·(C7H5O2 -)2, 其中C10H16N2 2+为(S)-尼古丁二价阳离子,C7H5O2 —为苯甲酸根阴离子;
其特征在于,所述合成尼古丁盐属于正交晶系,P222空间群,晶胞参数为a=8.1464(3)Å,b=19.2646(5)Å,c=30.8280(4)Å,α=90.00°,β=90.00°,γ=90.00°,V=4651.66(5)Å3。
2.根据权利要求1所述合成尼古丁盐的制备方法,包括以下步骤:将(S)-尼古丁、苯甲酸加入乙醇和蒸馏水的混合溶液中,充分搅拌后过滤,将滤液置于高压反应釜中进行水热反应,反应完成后缓慢降温冷却至室温、过滤,所得滤液自然静止挥发后得到所述的尼古丁盐。
3.根据权利要求2所述合成尼古丁盐的制备方法,其特征在于,(S)-尼古丁、苯甲酸摩尔比为1 : 1.8~2.2。
4.根据权利要求2所述合成尼古丁盐的制备方法,其特征在于,所述乙醇和蒸馏水的混合溶液中乙醇和蒸馏水体积比为1~2 : 1。
5.根据权利要求2所述合成尼古丁盐的制备方法,其特征在于,所述的加热温度为80~110℃。
6.根据权利要求2所述合成尼古丁盐的制备方法,其特征在于,所述加热反应时间为36~96小时。
7.根据权利要求2所述合成尼古丁盐的制备方法,其特征在于,降温速率为2℃/小时~10℃/小时。
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