[发明专利]含反应性基团的甜菜碱型两性离子化合物的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种甜菜碱型两性离子化合物，特别是涉及一种含碳碳双键或羟基的甜菜碱型两性离子化合物的合成方法。 

背景技术

近年来，研究表明羧酸甜菜碱和磺酸甜菜碱类的两性离子化合物与水分子间有很强的静电力作用，可以使其表面具有一层稳定的水层，从而使具有羧酸甜菜碱或磺酸甜菜碱基团的表面具有优异的抵抗非特异性蛋白吸附、细菌、微生物粘附以及抗凝血功能。因而，被广泛的应用于生物医用材料、海洋防污材料等领域。 

目前，羧酸甜菜碱的合成主要采用叔胺与α‐卤代酸或α‐卤代酸钠盐反应制备，采用α‐卤代酸为原料时，一般使α‐卤代酸过量，使产物具有刺激性。采用α‐卤代酸钠盐为原料时，为了除去在反应的过程中产生的氯化钠，一般采用离子交换法、简单蒸馏法和萃取结晶法，过程麻烦且不易除干净，很难得到纯度很高的产物。 

磺酸甜菜碱的合成主要采用叔胺与丙磺酸内酯或丁磺酸内酯反应制备，该方法虽然简单，无副反应。但原料磺酸内酯对生物具有致癌作用，故不宜采用。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种含碳碳双键或羟基的甜菜碱型两性离子化合物的合成方法，该合成方法仅为一步反应，反应无需高温、高压等特殊条件；所用原料便宜，不含有致癌物质；副反应少，产物纯度较高，产率较高，纯化过程简单。 

本发明提供一种含碳碳双键的甜菜碱型两性离子化合物的合成方法以及一种含羟基的甜菜碱型两性离子化合物的合成方法，两种合成方法利用的原理是完全相同的，都是通过叔胺与α,β‐不饱和双键间的反应得到，只是叔胺上连接的活性基团不同，一个是羟基、一个是碳碳双键。两种合成方法都仅为一步反应，合成过程简单，反应无需高温、高压等特殊条件，实施简单。两种合成方法的原料不含有致癌物质；两种合成方法产物产率较高，纯化过程简单，且合成所用原料便宜，故大大降低了产物的合成成本。 

反应原理如下所示： 

含碳碳双键的磺铵或羧铵两性离子化合物的合成 

含羟基的磺铵或羧铵两性离子化合物的合成 

其中，R₁为H或CH₃；R₂为O或NH；R₃为0～5个碳的直链或支链烷基，或： 

中的一种，其中R₈和R₉为0～5碳原子的直链或支链烷基。R₄、R₅为甲基、乙基、丙基中的一种或几种。R₆为H或CH₃。R₇为含0～5个碳的直链或支链烷基。R₁₀为羟甲基、羟乙基、羟丙基；R₁₁、R₁₂为甲基、乙基、丙基、异丙基、羟甲基、羟乙基、羟丙基中的一种或两种。Y^－为COO^－、O^－或SO₃^－。 

本发明目的通过如下技术方案实现： 

一种含碳碳双键的甜菜碱型两性离子化合物的合成方法：将摩尔比为1:0.2～1:1.5的含碳碳双键的叔胺与含α,β‐不饱和酮结构的羧酸或磺酸类化合物在第一溶剂及阻聚剂存在条件下，在0～100℃，反应1～120小时制得； 

所述的第一溶剂为氯仿、甲基乙基酮、二氧六环、丙酮、乙腈、二甲基亚砜中的一种或多种；第一溶剂与反应物的质量比为：1:0.5～1:2； 

所述的阻聚剂为对苯二酚、对叔丁基邻苯二酚、对苯醌、酚噻嗪、β‐苯基萘胺、亚甲基蓝、1,1‐二苯基‐2‐苦肼、2,2,6,6‐四甲基哌啶氮氧自由基；阻聚剂的质量为反应物总质量的0.1～5.0%； 

所述的含碳碳双键的叔胺的结构通式为： 

其中，R₁为H或CH₃；R₂为O或NH；R₃为0～5个碳的直链烷基、支链烷基、R₄、R₅为甲基、乙基或丙基，R₈和R₉为0～5碳原子的直链或支链烷基; 

所述α,β‐不饱和酮结构的羧酸或磺酸类化合物具有如下结构通式：