CN115304518A - 一种具有生物相容性的两性离子化合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有生物相容性的两性离子化合物及其制备方法，具体地涉及式(I)所示化合物、或其盐、或其立体异构体。本发明的含氟两性离子化合物与对比例相对比，具有更高的生物相容性，可用于生物化工领域和农药制备领域。
Description
技术领域
本发明属于化学技术领域，具体涉及一种具有生物相容性的两性离子化合物及其制备方法。
背景技术
离子液体是低熔点盐，通常由有机阳离子和无机/有机阴离子组成。离子液体的物理化学性质可通过改变阴阳离子或对阴阳离子进行修饰调控。离子液体具有许多优异的理化特性：(1)蒸气压极低；(2)耐热性高，液态温度范围宽(可达300℃)；(3)难燃性；(4)化学稳定性高，且对其它极性物质的溶解性能优良；(5)电化学窗口宽，分解电压高(可达到6V)；(6)物理化学性质可通过对阳离子的化学修饰或改变阴离子进行设计调节。离子液体的这些独特性能使得其得到逐步而广泛的应用。
到目前为止，已经有上千种离子液体被开发出来，但是，具有较高生物相容性的两性离子化合物的报道并不多，通过分子结构设计，开发具有较高生物相容性的两性离子化合物仍然有很大的研究空间。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种具有生物相容性的两性离子化合物及其制备方法。
针对上述目的，本发明提供以下技术方案：
第一方面，本发明提供了式(I)所示化合物、或其盐、或其立体异构体：
其中：
R1、R2、R3各自独立地选自烷基。
在一些优选的实施方案中，本发明的化合物为式(I)所示化合物、或其盐、或其立体异构体，其中：
R1、R2、R3各自独立地选自C6-12烷基；
进一步优选地，R1、R2、R3各自独立地选自正己基、正庚基、正辛基和正壬基。
在一些实施例中，式(I)化合物为以下化合物：
本发明第二方面提供了一种上述式(I)所示化合物的制备方法，其包括如下反应步骤：
1)将
和四氟乙烷-beta-磺内酯溶于有机溶剂中；
2)在密封条件下室温搅拌12-36小时；
3)静置分层，下层液体经1.0-1.5倍体积的乙腈洗涤3-5次；
4)在50-100度下真空干燥6-12小时。
在一些优选地实施方案中，所述
和四氟乙烷-beta-磺内酯摩尔量之比为1:1-1:2；更优选地，所述
和四氟乙烷-beta-磺内酯摩尔量之比为1:1.1-1:1.5；更优选地，所述
和四氟乙烷-beta-磺内酯摩尔量之比为1:1.1-1:1.2。
在一些优选地实施方案中，所述洗涤用乙腈的体积为1.0-1.5反应液体积。
本发明第三方面提供了上述式(I)所示化合物、或其盐、或其立体异构体在生物催化反应中用作生物相容介质的用途。
术语定义
为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，下面对本发明的术语作进一步说明。
“烷基”指直链和支链的饱和的脂族烃基。“C6-12烷基”是指具有6至12个碳原子的烷基；烷基的非限制性的例子包括：正己基、1-乙基-2-甲基丙基、1,1,2-三甲基丙基、1,1-二甲基丁基、1,2-二甲基丁基、2,2-二甲基丁基、1,3-二甲基丁基、2-乙基丁基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、4-甲基戊基、2,3-二甲基丁基、正庚基、2-甲基己基、3-甲基己基、4-甲基己基、5-甲基己基、2,3-二甲基戊基、2,4-二甲基戊基、2,2-二甲基戊基、3,3-二甲基戊基、2-乙基戊基、3-乙基戊基、正辛基、2,3-二甲基己基、2,4-二甲基己基、2,5-二甲基己基、2,2-二甲基己基、3,3-二甲基己基、4,4-二甲基己基、2-乙基己基、3-乙基己基、4-乙基己基、2-甲基-2-乙基戊基、2-甲基-3-乙基戊基、正壬基、2-甲基-2-乙基己基、2-甲基-3-乙基己基、2,2-二乙基戊基、正癸基、3,3-二乙基己基、2,2-二乙基己基，及其各种支链异构体。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
提供了一系列结构新颖的含氟磺酸酯类化合物，其与不含氟的磺酸酯类似物相对比，具有更高的生物相容性；另外提供了磺酸酯类化合物的制备方法，该制备工艺简便，对生产设备及环境条件要求不高，且纯度高，产量大，非常适合大规模工业化生产，可用于生物化工领域和农药制备领域。
具体实施方式
下面代表性的实施例是为了更好地说明本发明，而非用于限制本发明的保护范围。以下实施例中使用的材料如无特殊说明均为商购获得。
实施例1
将三辛胺(50mmol，17.68g)和四氟乙烷-beta-磺内酯(55mmol，9.90g)溶于50mL乙腈中，在密封条件下室温搅拌反应12h，静置分层，下层液体再经25mL乙腈洗涤3次，60℃真空干燥8h得淡黄色油状物。MS m/z(ESI):534.3[M+H]+。
实施例2
将三庚胺(50mmol，15.58g)和四氟乙烷-beta-磺内酯(55mmol，9.90g)溶于50mL乙腈中，在密封条件下室温搅拌反应12h，静置分层，下层液体再经25mL乙腈洗涤3次，60℃真空干燥8h得淡黄色油状物。MS m/z(ESI):492.3[M+H]+。
实施例3
将三己胺(50mmol，13.48g)和四氟乙烷-beta-磺内酯(55mmol，9.90g)溶于50mL乙腈中，在密封条件下室温搅拌反应12h，静置分层，下层液体再经25mL乙腈洗涤3次，60℃真空干燥8h得淡黄色油状物。MS m/z(ESI):450.3[M+H]+。
对比例1
将三辛胺(50mmol，13.48g)和丙烷磺内酯(55mmol，6.72g)溶于50mL乙腈中，在密封条件下室温搅拌反应12h，静置分层，下层液体再经25mL乙腈洗涤3次，60℃真空干燥8h得淡黄色油状物。MS m/z(ESI):434.4[M+H]+。
实验例生物相容性测试
分别在5mL单颈圆底烧瓶中加入以上实施例制备的两性离子液体500μL和1.0mg脂肪酶CALB，搅拌(300rpm)直至脂肪酶完全溶解，然后加入丁酸乙酯(110μL，0.83mmol)、正丁醇(110μL，1.21mmol)和内标3-辛酮(50μL)，在40℃油浴上搅拌(300rpm)反应，反应4h后，经乙腈萃取后，下层两性离子液体相于40℃经抽真空1h后，再加新鲜反应物开始下一反应循环，上层有机相用GC-MS(Shimadzu，QP2020)分析其组成，色谱柱为HP-5毛细管柱(30m×0.32mm×0.25μm)，用内标法定量，脂肪酶催化酯交换反应的活性以丁酸乙酯的转化率表示，结果参见表1。
表1
由上表可见，脂肪酶CALB催化酯交换反应的活性在本发明制备的实施例中有高的催化活性且稳定性好，能循环使用，说明本发明制备的实施例具有较好的生物相容性。
尽管以上已经对本发明作了详细描述，但是本领域技术人员理解，在不偏离本发明的精神和范围的前提下可以对本发明进行各种修改和改变。本发明的权利范围并不限于上文所作的详细描述，而应归属于权利要求书。
Claims (9)
1.一种式(I)所示化合物、或其盐、或其立体异构体：
其中：
R1、R2、R3各自独立地选自烷基。
2.根据权利要求1所述的式(I)所示化合物、或其盐、或其立体异构体，其特征在于，R1、R2、R3各自独立地选自C6-12烷基。
3.根据权利要求1所述的式(I)所示化合物、或其盐、或其立体异构体，其特征在于，R1、R2、R3各自独立地选自正己基、正庚基、正辛基和正壬基。
4.根据权利要求1所述的式(I)所示化合物、或其盐、或其立体异构体，其特征在于，式(I)化合物为以下化合物：
5.一种权利要求1所述的式(I)所示化合物的制备方法，其特征在于，包括如下反应步骤：
1)将
和四氟乙烷-beta-磺内酯溶于有机溶剂中；
2)在密封条件下室温搅拌12-36小时；
3)静置分层，下层液体经1.0-1.5倍体积的乙腈洗涤3-5次；
4)在50-100度下真空干燥6-12小时。
6.根据权利要求5所述的式(I)所示化合物的制备方法，其特征在于，所述
和四氟乙烷-beta-磺内酯摩尔量之比为1:1-1:2。
7.根据权利要求5所述的式(I)所示化合物的制备方法，其特征在于，所述
和四氟乙烷-beta-磺内酯摩尔量之比为1:1.1-1:1.2。
8.根据权利要求5所述的式(I)所示化合物的制备方法，其特征在于，所述洗涤用乙腈的体积为1.0-1.5反应液体积。
9.根据权利要求1-4之任一项所述的式(I)所示化合物、或其盐、或其立体异构体在生物催化反应中用作生物相容介质的用途。
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| MACIEJ ZAWADZKI等: ""Solubili ty data of zwitterions in water"", FLUID PHASE EQUILIBRIA, vol. 475, pages 1 - 9 * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115108973A (zh) * | 2022-08-03 | 2022-09-27 | 苏州旭珀禾科技有限公司 | 一种电中性离子液体及其制备方法 |
| CN115304531A (zh) * | 2022-08-03 | 2022-11-08 | 苏州旭珀禾科技有限公司 | 一种两性离子液体及其制备方法 |
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| CN115304518B (zh) | 2023-10-31 |
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