CN114957208A

CN114957208A - 一种尼古丁有机盐及其制备方法

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Publication number: CN114957208A
Application number: CN202210559109.3A
Authority: CN
Inventors: 钟开龙
Original assignee: Nanjing Polytechnic Institute
Current assignee: Nanjing Polytechnic Institute
Priority date: 2022-05-22
Filing date: 2022-05-22
Publication date: 2022-08-30

Abstract

本发明涉及化合物制备技术领域，尤其涉及一种尼古丁有机盐及其制备方法。一种尼古丁有机盐，化学式为C₁₀H₁₆N₂·(C₃H₅O₃)₂,所述的尼古丁有机盐属于单斜晶系，P2₁空间群，晶胞参数为a＝8.1783(2)Å，b＝18.3644(2)Å，c＝29.8280(3)Å，α＝90.00°，β＝103.32(4)°，γ＝90.00°，V＝4187.36(3)Å³。本发明的尼古丁有机盐制备方法操作简单、方便，重现性好，产品结晶度高、稳定性好。该尼古丁有机盐可降低尼古丁对口腔或喉咙的刺激，从而获得更加优质的口感。

Description

一种尼古丁有机盐及其制备方法

技术领域

本发明涉及化合物制备领域，尤其涉及一种尼古丁有机盐及其制备方法。

背景技术

1828年，德国化学家Posselt和Reimann首次将尼古丁由烟草中分离出来。尼古丁俗称烟碱，其化学名称为1-甲基-2-(2-吡啶基)吡咯烷，是茄科植物烟草中所特有的生物碱，占烟草中全部生物碱的95%以上。研究表明：烟草中的焦油和一氧化碳对人体的影响最大，焦油中亚硝胺和苯并芘是致癌性最强的两种物质，烟草中尼古丁是产生成瘾性和依赖性的主要成分，是吸烟成瘾的原因。

20世纪90年代，世界卫生组织开始在全球大力推广"尼古丁替代疗法"，应用"尼古丁替代疗法"的控烟用品有尼古丁贴剂、尼古丁吸入剂及尼古丁舌下含片等等，但这些产品都有一个共同的弱点，就是只能解决吸烟者生理上的依赖，但无法满足吸烟者的行为习惯。2003年，中国药剂师韩力发明了电子烟。电子烟是一种模仿卷烟的电子产品，由电池驱动，通过加热“烟弹”中的烟油(含尼古丁、香精、溶剂丙二醇等)，产生“蒸气”供人吸食，从而让使用者在吸食时有一种类似吸烟的感觉。相比较于尼古丁，尼古丁盐有更好的雾化效果和口感调节的能力，进而获得更加优质的口感体验。近年来，尼古丁盐的研究倍受人们的关注。

在本专利申请工作之前，尚没有关于C₁₀H₁₆N₂·(C₃H₅O₃)₂尼古丁有机盐方面的专利文献和科学论文的报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种尼古丁有机盐。

本发明的另一个目的是提供上述尼古丁有机盐的制备方法。

本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：

一种尼古丁有机盐，化学式为C₁₀H₁₆N₂·(C₃H₅O₃)₂, 其中C₁₀H₁₆N₂为(S)-尼古丁二价阳离子，其结构式如下：

C₃H₅O₃为(S)-乳酸根，其结构式如下：

所述尼古丁有机盐属于单斜晶系，P2₁空间群，晶胞参数为a＝8.1783(2)Å，b＝18.3644(2)Å，c＝29.8280(3)Å，α＝90.00°，β＝103.32(4)°，γ＝90.00°，V＝4187.36(3)Å³。

进一步地，该尼古丁有机盐的不对称结构单元由1个(S)-尼古丁二价阳离子C₁₀H₁₆N₂ ²⁺，2个(S)-乳酸根离子C₃H₅O₃ ^－组成。

进一步地，相邻的(S)-尼古丁阳离子C₁₀H₁₆N₂ ²⁺和(S)-乳酸根离子C₃H₅O₃ ^－通过分子间强N—H···O氢键作用构筑成平行于ab面的二维超分子层状结构。

一种尼古丁有机盐的制备方法：将(S)-尼古丁、(S)-乳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有机盐。

进一步的，所述的水热反应温度为80~120℃。

进一步的，所述水热反应时间为48~96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，所述的混合溶液蒸馏水和乙醇体积比为1 : 1~2。

进一步的，所述(S)-尼古丁、(S)-乳酸摩尔比为1 : 2。

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，制备一种尼古丁有机盐。如图3 所示，本发明所述尼古丁有机盐具有稳定的蓝色荧光性能，可以作为潜在的荧光光学材料。本发明所述的尼古丁有机盐的制备方法，操作简单、方便，产品结晶度高，重现性好，该尼古丁有机盐可降低尼古丁对口腔或喉咙的刺激，从而获得更加优质的口感。

附图说明

图1 本发明所述尼古丁有机盐的单元结构图。

图2 本发明所述尼古丁有机盐的二维超分子层状结构图。

图3 本发明所述尼古丁有机盐的固态荧光图谱，最大发射波长446nm。

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(S)-乳酸置于20mL乙醇/蒸馏水( V:V=1:1)中，室温下充分搅拌后过滤，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℃下溶剂热反应96小时，之后以2℃/小时降至室温后过滤，所得滤液自然静止挥发后，得到所述的尼古丁有机盐无色块状晶体。

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，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 制备的尼古丁有机盐的主要晶体数据

Compound	1
		Empirical formula	C<sub>16</sub>H<sub>26 </sub>O<sub>6</sub>N<sub>2</sub>
Formular weight	342.37
		Crystal size / mm	0.32×0.22×0.18
Crystal system	Monoclinic
		Space group	P2<sub>1</sub>
<i>a</i> / Å	8.1783(2)
		<i>b</i> / Å	18.3644(2)
<i>c</i>/ Å	29.8280(3)
		<i>α</i> / (º)	90.00
<i>β</i> / (º)	103.32(4)
		<i>γ</i> / (º)	90.00
<i>V</i> / Å<sup>3</sup>	4187.36(3)
		<i>Z</i>	6
<i>D</i><sub><i>c</i></sub> / (g·cm<sup>-3</sup>)	1.867
		<i>λ</i> / nm	0.071073
Temperature / K	223.15
		θ range / (º)	2.50～27.12
Collected reflections	17658
		Unique reflections	5389
Observed reflection	2697
		<i>R</i><sub>int</sub>	0.0423
<i>F(000)</i>	843
		<i>μ</i> / mm<sup>-1</sup>	0.183
<i>R</i><sub>1</sub>	0.0552
		<i>wR</i><sub>2</sub>	0.1297

一种尼古丁有机盐，化学式为C₁₀H₁₆N₂ ·(C₃H₅O₃)₂，所述尼古丁有机盐属于单斜晶系，P2₁空间群，晶胞参数为a＝8.1783(2)Å，b＝18.3644(2)Å，c＝29.8280(3)Å，α＝90.00°，β＝103.32(4)°，γ＝90.00°，V＝4187.36(3) Å³。该尼古丁有机盐的不对称结构单元由1个(S)-尼古丁二价阳离子C₁₀H₁₆N₂ ²⁺和2个(S)-乳酸根离子C₃H₅O₃ ^－组成，如图1所示。相邻的(S)-尼古丁阳离子C₁₀H₁₆N₂ ²⁺和(S)-乳酸根离子C₃H₅O₃ ^－通过分子间强N—H···O氢键作用，进一步构筑成平行于ab面的二维超分子层状结构，如图2所示。

实施例2：

将0.1mmol(S)-尼古丁、0.22mmol(S)-乳酸置于20mL乙醇/蒸馏水( V:V=1:1)中，室温下充分搅拌后过滤，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℃下溶剂热反应96小时，之后以2℃/小时降至室温后过滤，所得滤液自然静止挥发后，得到所述的尼古丁有机盐无色块状晶体。

实施例3：

将0.1mmol(S)-尼古丁、0.18mmol(S)-乳酸置于20mL乙醇/蒸馏水( V:V=1:1)中，室温下充分搅拌后过滤，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120℃下溶剂热反应48小时，之后以5℃/小时降至室温后过滤，所得滤液自然静止挥发后，得到所述的尼古丁有机盐无色块状晶体。

实施例4：

将0.1mmol(S)-尼古丁、0.2mmol(S)-乳酸置于20mL乙醇/蒸馏水( V:V=2:1)中，室温下充分搅拌后过滤，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℃下溶剂热反应96小时，之后以2℃/小时降至室温后过滤，所得滤液自然静止挥发后，得到所述的尼古丁有机盐无色块状晶体。

实施例5：

将0.1mmol(S)-尼古丁、0.21mmol(S)-乳酸置于20mL乙醇/蒸馏水( V:V=1:1)中，室温下充分搅拌后过滤，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90℃下溶剂热反应72小时，之后以2℃/小时降至室温后过滤，所得滤液自然静止挥发后，得到所述的尼古丁有机盐无色块状晶体。

实施例6：

将0.1mmol(S)-尼古丁、0.18mmol(S)-乳酸置于20mL乙醇/蒸馏水( V:V=1:1)中，室温下充分搅拌后过滤，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120℃下溶剂热反应48小时，之后以10℃/小时降至室温后过滤，所得滤液自然静止挥发后，得到所述的尼古丁有机盐无色块状晶体。

实施例7：

将0.1mmol(S)-尼古丁、0.21mmol(S)-乳酸置于20mL乙醇/蒸馏水( V:V=1:1)中，室温下充分搅拌后过滤，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℃下溶剂热反应96小时，之后以2℃/小时降至室温后过滤，所得滤液自然静止挥发后，得到所述的尼古丁有机盐无色块状晶体。

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

1.一种尼古丁有机盐，化学式为C₁₀H₁₆N₂·(C₃H₅O₃)₂, 其中C₁₀H₁₆N₂为(S)-尼古丁二价阳离子，C₃H₅O₃为(S)-乳酸根离子。

2.根据权利要求1所述尼古丁有机盐，其特征在于，所述的尼古丁有机盐属于单斜晶系，P2₁空间群，晶胞参数为a＝8.1783(2)Å，b＝18.3644(2)Å，c＝29.8280(3)Å，α＝90.00°，β＝103.32(4)°，γ＝90.00°，V＝4187.36(3) Å³。

3.根据权利要求1－2任一项所述尼古丁有机盐的制备方法，包括以下步骤：将(S)-尼古丁、(S)-乳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，得到所述的尼古丁有机盐。

4.根据权利要求3所述尼古丁有机盐的制备方法，其特征在于，(S)-尼古丁、(S)-乳酸的摩尔比为1 : 1.8~2.2。

5.根据权利要求3所述尼古丁有机盐的制备方法，其特征在于，反应时间为48~96小时。

6.根据权利要求3所述尼古丁有机盐的制备方法，其特征在于，反应温度为80~120℃。

7.根据权利要求3所述尼古丁有机盐的制备方法，其特征在于，降温速率为2℃/小时~10℃/小时。

8.根据权利要求3所述尼古丁有机盐的制备方法，其特征在于，所述乙醇和蒸馏水的混合溶液中蒸馏水和乙醇体积比为1 : 1~2。