(2-羟基-3-烯丙氧基)丙基肌氨酸钠的合成研究

2020-10-27卢秋晓

江西化工 2020年5期

卢秋晓黎莉

(1.江西省化学工业高级技工学校，江西南昌 330039；2.江西省化学工业学校，江西南昌 330012)

前言

肌氨酸钠具有广泛的应用价值，可用于生产肌氨酸、N-酰基肌氨酸及其钠盐，还可用作快速染色的助染剂、合成润滑油和防锈剂、纤维染色剂、防静电剂、柔软剂以及生化试剂等[1-5]。有文献报道了酰基取代肌氨酸及其盐类是一类环境友好的缓蚀物质，具有很好的开发应用前景[6-8]。由于标题化合物分子中不仅含有肌氨酸钠的结构单元，而且标题化合物分子中还含有C=C双键，可以与聚乙二醇单烯丙基醚(APEG)、丙烯酸、甲基丙烯磺酸钠(SMAS)等单体共聚合成功能型聚羧酸系减水剂，因此标题化合物是一种具有很好应用前景的重要化工中间体。关于标题化合物的合成未见报道，本文以肌氨酸和烯丙基缩水甘油醚为主要原料制备标题化合物。本方法具有合成工艺简单、条件温和、产率高，适合工业化生产。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

NICOLET 380型红外光谱仪，美国Thermo公司；Avance DPX-300 MHz型核磁共振仪，瑞士Bruker公司；DF101Z型集热式恒温加热磁力搅拌器，邦西仪器科技(上海)有限公司；EL-204型电子天平，梅特勒-托利多公司；SHB-ⅢS循环水式多用真空泵，郑州长城科工贸有限公司；RE-52AA型旋转蒸发器，上海亚荣生化仪器厂。

肌氨酸，分析纯，上海达瑞精细化学品有限公司；烯丙基缩水甘油醚，分析纯，上海麦克林生化科技有限公司；氢氧化钠、乙醇，分析纯，江苏强生功能化学股份有限公司；溴化钾，光谱纯，萨恩化学技术(上海)有限公司。

1.2 实验方法

在装有搅拌磁子、冷凝回流装置以及温度计的150mL四口烧瓶中，加入26.73 g(0.3mol)肌氨酸，并加入20g去离子水，搅拌溶解。然后将称取好的30g 40%的氢氧化钠溶液在恒定温度下滴加到反应体系中，待氢氧化钠溶液滴加完毕后，称取计量的烯丙基缩水甘油醚，并将其在2h内滴加到反应体系中，滴加完毕后继续恒温60℃反应2h。反应完毕，将所得溶液进行减压蒸馏(旋蒸)，去除大部分水，加入乙醇三次(每次20mL乙醇)进行溶解，去除未溶解的固体，然后旋蒸回收乙醇，即得到白色固体标题化合物(AGE-JAC)。标题化合物的合成路线如下所示。

标题化合物的合成路线

2 结果与讨论

2.1 单因素实验

2.1.1 反应温度对实验的影响

在原料物质的量比为n(肌氨酸)：n(烯丙基缩水甘油醚)：n(氢氧化钠)=1.00：1.00：1.00，反应时间为4h时，单一改变反应温度，研究其对反应收率的规律。结果如图1所示。

图1 反应温度对反应收率的影响

图2 反应时间对反应收率的影响

由图1可知，温度低于40℃时反应几乎不能发生；升高温度，反应收率迅速增大，当反应温度为60℃时，反应收率到达最高点，故最佳反应温度为60℃，此时反应收率为99.25%。

2.1.2 反应时间对实验的影响

在原料物质的量比为n(肌氨酸)：n(烯丙基缩水甘油醚)：n(氢氧化钠)=1.00：1.00：1.00，反应温度为60℃时，单一改变反应时间，研究其对反应收率的规律。结果如图2所示。从图2可知，当反应时间为2.5h时，反应收率为98.64%，而当反应时间为4h时，反应收率到达最高点，随后增加反应时间，反应收率基本稳定，故最佳反应时间为4h，此时反应收率为99.25%。

2.1.3 原料物质的量比对实验的影响

在反应温度为60℃，反应时间为4h时，单一改变原料物质的量比，研究其对反应收率的规律。结果表1所示。

表1 原料物质的量比对反应收率的影响

从表1可知，当原料物质的量比为n(肌氨酸)：n(烯丙基缩水甘油醚)：n(氢氧化钠)=1.00：1.05：1.00时，检测显示肌氨酸已全部反应完毕，随后增加烯丙基缩水甘油醚的用量，反应收率基本持平，收率稳定，所以反应最佳原料物质的量比为n(肌氨酸)：n(烯丙基缩水甘油醚)：n(氢氧化钠)=1.00：1.05：1.00，反应收率为99.56%。

2.2 结构表征

(2-羟基-3-烯丙氧基)丙基肌氨酸钠(AGE-JAC)的FT-IR谱图如图3所示。

图3 AGE-JAC的FT-IR谱图

由图3可知，1599cm-1是C=O的吸收峰，920cm-1处环氧环基的C-O键吸收峰消失了，3425cm-1处出现了-OH吸收峰，证明烯丙基缩水甘油醚与肌氨酸钠发生了开环反应。

(2-羟基-3-烯丙氧基)丙基肌氨酸钠(AGE-JAC)的1H-NMR谱图如图4所示。

图4 AGE-JAC的1H-NMR谱图

由图4可知，化学位移5.856ppm对应(CH2=CH-)的氢，5.241ppm对应(CH2=CH-)的氢，4.041ppm对应(CH2=CH-CH2-O-)的氢，3.882ppm对应(CH2-CH-OH)的氢，3.502ppm对应(O-CH2-CH-OH)的氢，3.353ppm对应(N-CH2-COONa)的氢，2.474ppm对应(N-CH2-CH-OH)上的氢，2.240ppm对应(N-CH3)的氢，且对应的积分符合氢原子数。由FT-IR和1H-NMR谱图可以确定合成了标题化合物(AGE-JAC)。