CN114890923A - 一种2-(3-磺丙基氨基)丁二酸的胺衍生物及制备方法 - Google Patents

一种2-(3-磺丙基氨基)丁二酸的胺衍生物及制备方法 Download PDF

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刘洁
唐剑
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Abstract

本发明属于化学合成技术领域，具体涉及一种2‑(3‑磺丙基氨基)丁二酸的胺衍生物及制备方法。制备方法包括：(1)酯化反应合成天冬氨酸二甲酯；(2)天冬氨酸二甲酯与1,3‑丙烷磺酸内酯反应，在天冬氨酸二甲酯，加入N‑甲基吗啡啉，稍置片刻，使油状物质析出成固体，在有机溶剂和冰水浴的条下加入1,3‑丙烷磺酸内酯搅拌至过夜，得到的混合物离心洗涤干燥后得到固体产物；(3)水解。本发明得到了2‑(3‑磺丙基氨基)丁二酸的合成啊，合成方案简捷，溶剂常见，反应条件温和，常温下即可进行，在后续领域中可作为有机酸配体参与MOF多孔材料的合成，以便于推进多孔材料的合成及应用。

Description

一种2-(3-磺丙基氨基)丁二酸的胺衍生物及制备方法
技术领域
本发明属于化学合成技术领域，具体涉及一种2-(3-磺丙基氨基)丁二酸的胺衍生物及制备方法。
背景技术
2-(3-磺丙基氨基)丁二酸是一种胺衍生物,可以与不同的分子反应形成具有不同pKa的多胺，或者产生具有相同pKa的多胺的衍生物，从而提高体系的缓冲能力；也可产生在更大范围内稳定的两性离子缓冲剂的衍生物，从而提高反应产率。
2-(3-磺丙基氨基)丁二酸可抑制缓冲液和待缓冲体系之间的螯合作用或其他不利相互作用，从而提高缓冲物质的缓冲范围。同时其结构特征也可以作配合物的配体，与不同的而金属离子配位形成功能多样化的配合物。也可作为有机酸配体参与MOF多孔材料的合成。
目前，对于2-(3-磺丙基氨基)丁二酸的合成方法未见详细报道。
因此，目前急需一种2-(3-磺丙基氨基)丁二酸的合成方法。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提供一种2-(3-磺丙基氨基)丁二酸的胺衍生物及制备方法，以解决天冬氨酸二甲酯的极性太大，不利于亲核反应合成2-(3-磺丙基氨基)丁二酸的胺衍生物。
为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：一种2-(3-磺丙基氨基)丁二酸的胺衍生物，所述2-(3-磺丙基氨基)丁二酸的结构式为：
Figure BDA0003617053930000011
本发明还包括一种2-(3-磺丙基氨基)丁二酸胺衍生物的制备方法，制备方法包括：
(1)酯化反应合成天冬氨酸二甲酯
天冬氨酸与二氯亚砜反应生成天冬氨酸二甲酯；
(2)天冬氨酸二甲酯与1,3-丙烷磺酸内酯反应
在天冬氨酸二甲酯，加入N-甲基吗啡啉，稍置片刻，使油状物质析出成固体，在有机溶剂和冰水浴的条下加入1,3-丙烷磺酸内酯搅拌至过夜，得到的混合物离心洗涤干燥后得到固体产物；
(3)水解
将步骤(2)中的固体产物溶解于四氢呋喃与水的混合溶剂中，加入氢氧化锂，常温下搅拌、酸化、萃取、减压干燥后得到产物2-(3-磺丙基氨基)丁二酸。
本发明进一步的技术方案，所述制备的机理如下：
Figure BDA0003617053930000021
本发明进一步的技术方案，所述步骤(2)中的有机试剂为二氯甲烷或三氯甲烷，优选为二氯甲烷。
本发明进一步的技术方案，所述步骤(1)中天冬氨酸与二氯亚砜的摩尔比为1:5。
本发明进一步的技术方案，所述步骤(2)中天冬氨酸二甲酯、N-甲基吗啡啉和1,3-丙烷磺酸内酯的摩尔比为：1:(4-5):(2-3)。
本发明进一步的技术方案，所述步骤(3)中四氢呋喃与水的体积比为2:1。
本发明进一步的技术方案，所述步骤(1)的具体步骤为：
天冬氨酸溶于无水甲醇，冰水浴条件下缓慢加入二氯亚砜，搅拌至过夜，反应完成后，旋转蒸发仪旋出溶剂，得到初产物天冬氨酸二甲酯。
本发明进一步的技术方案，所述步骤(2)的具体步骤为：
取步骤(1)的天冬氨酸二甲酯于圆底烧瓶中，加入N-甲基吗啡啉，稍置片刻，油状物质析出成固体，在二氯甲烷溶剂中加入1,3-丙烷磺酸内酯搅拌至过夜，得到的混合物离心洗涤干燥后得到固体产物。
本发明进一步的技术方案，所述步骤(3)的具体步骤为：
将步骤(2)的固体产物溶解在体积比为2:1的四氢呋喃与水的混合溶剂中，加入相对应当量的氢氧化锂，控制pH为2-3，常温下搅拌数小时后，用乙酸乙酯萃取2-3次，取上层澄清液，用无水硫酸钠干燥后，过滤，滤液经减压干燥得到目标产物2-(3-磺丙基氨基)丁二酸。
本发明2-(3-磺丙基氨基)丁二酸的胺衍生物及制备方法的有益之处：本发明得到了2-(3-磺丙基氨基)丁二酸的合成啊，合成方案简捷，溶剂常见，反应条件温和，常温下即可进行，在后续领域中可作为有机酸配体参与MOF多孔材料的合成，以便于推进多孔材料的合成及应用。
附图说明
图1为本发明实施例二氯甲烷做为溶剂的产物核磁图谱；
图2为本发明实施例二氯甲烷做为溶剂的产物质谱图：
图3为本发明实施例四氢呋喃做为溶剂的产物核磁图谱；
图4为本发明实施例四氢呋喃做为溶剂的产物质谱图：
图5为本发明实施例DMF做为溶剂的产物核磁图谱；
图6为本发明实施例DMF做为溶剂的产物质谱图。
具体实施方式
下面结合附图对其具体实施方式作进一步阐述。
如下实施例中的试剂和仪器均为常规实验试剂和仪器。
实施例1：
一种2-(3-磺丙基氨基)丁二酸的胺衍生物的制备方法，
1、酯化反应合成天冬氨酸二甲酯
1当量7mmol(0.931g)天冬氨酸溶于无水甲醇，冰水浴条件下缓慢加入5当量二氯亚砜，搅拌至过夜，反应完成后，旋转蒸发仪旋出溶剂，得到天冬氨酸二甲酯初产物。
2、天冬氨酸二甲酯与1,3-丙烷磺酸内酯反应
称取天冬氨酸二甲酯0.322g,2mmol于圆底烧瓶中，加入8mmolN-甲基吗啡啉，稍置片刻，此时油状物质析出成固体，在二氯甲烷溶剂中加入4mmol的1,3-丙烷磺酸内酯搅拌至过夜，得到的混合物离心洗涤干燥成固体产物。N-甲基吗啡啉是大位阻有机弱碱，保护二甲酯水解，同时，其亲核性较弱，可以提供碱性环境，有利于反应的进行。
3、水解
将步骤2中的固体产物溶解在在体积比为2:1的四氢呋喃与水的混合溶剂中，加入相对应当量的氢氧化锂，控制pH为2～3，常温下搅拌数小时后，用乙酸乙酯萃取2～3次，取上层澄清液，用无水硫酸钠干燥后，过滤，滤液经减压干燥得到目标产物2-(3-磺丙基氨基)丁二酸的胺衍生物。
对合成的产物进行核磁和质谱检测，结果如下：
图1为二氯甲烷做为溶剂的产物核磁图谱，图2为二氯甲烷做为溶剂的产物质谱图：
2-(3-磺丙基氨基)丁二酸在核磁图的2.5处出峰，质谱图在283处出峰，
实施例2：
一种2-(3-磺丙基氨基)丁二酸的胺衍生物的制备方法，
1、酯化反应合成天冬氨酸二甲酯
1当量7mmol(0.931g)天冬氨酸溶于无水甲醇，冰水浴条件下缓慢加入5当量二氯亚砜，搅拌至过夜，反应完成后，旋转蒸发仪旋出溶剂，得到天冬氨酸二甲酯初产物。
2、天冬氨酸二甲酯与1,3-丙烷磺酸内酯反应
称取天冬氨酸二甲酯0.322g,2mmol于圆底烧瓶中，加入8mmolN-甲基吗啡啉，稍置片刻，此时油状物质析出成固体，在三氯甲烷溶剂中加入4mmol的1,3-丙烷磺酸内酯搅拌至过夜，得到的混合物离心洗涤干燥成固体产物。
3、水解
将步骤2中的固体产物溶解在在体积比为2:1的四氢呋喃与水的混合溶剂中，加入相对应当量的氢氧化锂，控制pH为2～3，常温下搅拌数小时后，用乙酸乙酯萃取2～3次，取上层澄清液，用无水硫酸钠干燥后，过滤，滤液经减压干燥得到目标产物2-(3-磺丙基氨基)丁二酸的胺衍生物。
三氯甲烷与二氯甲烷相比，二氯甲烷得到的产物，离心产物置于管底，便于收集，三氯甲烷也可合成产物，但无法离心分离。
对比例1：
1、酯化反应合成天冬氨酸二甲酯
1当量7mmol(0.931g)天冬氨酸溶于无水甲醇，冰水浴条件下缓慢加入5当量二氯亚砜，搅拌至过夜，反应完成后，旋转蒸发仪旋出溶剂，得到天冬氨酸二甲酯初产物。
2、天冬氨酸二甲酯与1,3-丙烷磺酸内酯反应
称取天冬氨酸二甲酯0.322g,2mmol于圆底烧瓶中，加入8mmolN-甲基吗啡啉，稍置片刻，此时油状物质析出成固体，在四氢呋喃溶剂中加入4mmol的1,3-丙烷磺酸内酯搅拌至过夜，得到的混合物离心洗涤干燥成固体产物。
3、水解
将步骤2中的固体产物溶解在在体积比为2:1的四氢呋喃与水的混合溶剂中，加入相对应当量的氢氧化锂，控制pH为2～3，常温下搅拌数小时后，用乙酸乙酯萃取2～3次，取上层澄清液，用无水硫酸钠干燥后，过滤，滤液经减压干燥得到产物。
对合成的产物进行核磁和质谱检测，结果如下：
图3为四氢呋喃做为溶剂的产物核磁图谱，图4为四氢呋喃做为溶剂的产物质谱图：
四氢呋喃得到的产物由核磁图可知，在2.5处没有想要的峰，不是目标产物；质谱显示，在283处也没有想要的峰。因此四氢呋喃做为溶剂无法制备出目标产物。
对比例2：
1、酯化反应合成天冬氨酸二甲酯
1当量7mmol(0.931g)天冬氨酸溶于无水甲醇，冰水浴条件下缓慢加入5当量二氯亚砜，搅拌至过夜，反应完成后，旋转蒸发仪旋出溶剂，得到天冬氨酸二甲酯初产物。
2、天冬氨酸二甲酯与1,3-丙烷磺酸内酯反应
称取天冬氨酸二甲酯0.322g,2mmol于圆底烧瓶中，加入8mmolN-甲基吗啡啉，稍置片刻，此时油状物质析出成固体，在DMF溶剂中加入4mmol的1,3-丙烷磺酸内酯搅拌至过夜，得到的混合物离心洗涤干燥成固体产物。
3、水解
将步骤2中的固体产物溶解在在体积比为2:1的四氢呋喃与水的混合溶剂中，加入相对应当量的氢氧化锂，控制pH为2～3，常温下搅拌数小时后，用乙酸乙酯萃取2～3次，取上层澄清液，用无水硫酸钠干燥后，过滤，滤液经减压干燥得到产物。
对合成的产物进行核磁和质谱检测，结果如下：
图5为DMF做为溶剂的产物核磁图谱，图6为DMF做为溶剂的产物质谱图：
四氢呋喃得到的产物由核磁图可知，在2.5处没有想要的峰，不是目标产物；质谱显示，在283处也没有想要的峰。因此DMF做为溶剂无法制备出目标产物。
上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种2-(3-磺丙基氨基)丁二酸的胺衍生物，其特征是：所述2-(3-磺丙基氨基)丁二酸的结构式为：
Figure FDA0003617053920000011
2.一种2-(3-磺丙基氨基)丁二酸胺衍生物的制备方法，所述2-(3-磺丙基氨基)丁二酸具有权利要求1所述的结构，其特征在于，制备方法包括：
(1)酯化反应合成天冬氨酸二甲酯
天冬氨酸与二氯亚砜反应生成天冬氨酸二甲酯；
(2)天冬氨酸二甲酯与1,3-丙烷磺酸内酯反应
在天冬氨酸二甲酯，加入N-甲基吗啡啉，稍置片刻，使油状物质析出成固体，在有机溶剂和冰水浴的条下加入1,3-丙烷磺酸内酯搅拌至过夜，得到的混合物离心洗涤干燥后得到固体产物；
(3)水解
将步骤(2)中的固体产物溶解于四氢呋喃与水的混合溶剂中，加入氢氧化锂，常温下搅拌、酸化、萃取、减压干燥后得到产物2-(3-磺丙基氨基)丁二酸。
3.根据权利要求2所述的2-(3-磺丙基氨基)丁二酸胺衍生物的制备方法，其特征在于，所述制备的机理如下：
Figure FDA0003617053920000012
4.根据权利要求2所述的2-(3-磺丙基氨基)丁二酸胺衍生物的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中的有机试剂为二氯甲烷或三氯甲烷，优选为二氯甲烷。
5.根据权利要求2所述的2-(3-磺丙基氨基)丁二酸胺衍生物的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中天冬氨酸与二氯亚砜的摩尔比为1:5。
6.根据权利要求2所述的2-(3-磺丙基氨基)丁二酸胺衍生物的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中天冬氨酸二甲酯、N-甲基吗啡啉和1,3-丙烷磺酸内酯的摩尔比为：1:(4-5):(2-3)。
7.根据权利要求2所述的2-(3-磺丙基氨基)丁二酸胺衍生物的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中四氢呋喃与水的体积比为2:1。
8.根据权利要求2所述的2-(3-磺丙基氨基)丁二酸胺衍生物的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)的具体步骤为：
天冬氨酸溶于无水甲醇，冰水浴条件下缓慢加入二氯亚砜，搅拌至过夜，反应完成后，旋转蒸发仪旋出溶剂，得到初产物天冬氨酸二甲酯。
9.根据权利要求2所述的2-(3-磺丙基氨基)丁二酸胺衍生物的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)的具体步骤为：
取步骤(1)的天冬氨酸二甲酯于圆底烧瓶中，加入N-甲基吗啡啉，稍置片刻，油状物质析出成固体，在二氯甲烷溶剂中加入1,3-丙烷磺酸内酯搅拌至过夜，得到的混合物离心洗涤干燥后得到固体产物。
10.根据权利要求2所述的2-(3-磺丙基氨基)丁二酸胺衍生物的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)的具体步骤为：
将步骤(2)的固体产物溶解在体积比为2:1的四氢呋喃与水的混合溶剂中，加入相对应当量的氢氧化锂，控制pH为2-3，常温下搅拌数小时后，用乙酸乙酯萃取2-3次，取上层澄清液，用无水硫酸钠干燥后，过滤，滤液经减压干燥得到目标产物2-(3-磺丙基氨基)丁二酸。
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