1,2 - 二 (十八烷氧基)-3 - 二甲胺基 - 丙烷的結(jié)構(gòu)核心是丙烷骨架,其中 1 位和 2 位連接十八烷氧基(-O-C??H??),3 位連接二甲胺基(-N (CH?)?)。其合成需通過(guò)醚鍵構(gòu)建和胺基引入兩步核心反應(yīng),具體方法可根據(jù)原料易得性和反應(yīng)效率選擇,以下是兩種典型合成路徑:
該路徑以含羥基和離去基團(tuán)的丙烷衍生物為起始物,先在 3 位引入二甲胺基,再通過(guò)醚化反應(yīng)在 1、2 位連接十八烷基,步驟如下:
原料:3 - 氯 - 1,2 - 丙二醇(甘油的氯代衍生物,易得)、二甲胺(水溶液或氣體)、堿(如 NaOH、K?CO?)。
反應(yīng)原理:3 - 氯 - 1,2 - 丙二醇的 3 位氯原子(離去基團(tuán))與二甲胺發(fā)生親核取代反應(yīng)(SN2),生成 3 - 二甲胺基 - 1,2 - 丙二醇。
條件:
溶劑:極性溶劑(如乙醇、水 - 乙醇混合液),促進(jìn)胺的溶解和離子型反應(yīng)。
溫度:50~80℃,回流反應(yīng) 4~8 小時(shí)(二甲胺過(guò)量,提高轉(zhuǎn)化率)。
后處理:蒸餾除去過(guò)量二甲胺,酸化(如 HCl)至中性,萃取(乙酸乙酯)或減壓蒸餾純化。
目的:將 3 - 二甲胺基 - 1,2 - 丙二醇的 1,2 位羥基轉(zhuǎn)化為更易離去的基團(tuán)(如甲磺酰基、對(duì)甲苯磺酰基),便于后續(xù)與十八烷氧基負(fù)離子反應(yīng)。
原料:3 - 二甲胺基 - 1,2 - 丙二醇、甲磺酰氯(MsCl)或?qū)妆交酋B龋═sCl)、堿(如吡啶、三乙胺,中和生成的酸)。
反應(yīng):
在無(wú)水二氯甲烷或 THF 中,0~5℃下滴加 MsCl(與羥基等摩爾),室溫反應(yīng) 2~4 小時(shí),生成 1,2 - 二甲磺酰氧基 - 3 - 二甲胺基 - 丙烷(離去基團(tuán)為 - O Ms)。
注意:需嚴(yán)格無(wú)水,避免羥基水解;控制溫度防止磺酰氯分解。
原料:1,2 - 二甲磺酰氧基 - 3 - 二甲胺基 - 丙烷、十八烷醇(C??H??OH)、強(qiáng)堿(如 NaH、KH,用于生成烷氧基負(fù)離子)。
反應(yīng)原理:十八烷醇在強(qiáng)堿作用下生成十八烷氧基負(fù)離子(C??H??O?),作為親核試劑進(jìn)攻 1,2 位的磺酰氧基(離去基團(tuán)),發(fā)生 SN2 反應(yīng)生成醚鍵。
條件:
后處理:加水淬滅過(guò)量強(qiáng)堿,萃取(石油醚或正己烷,溶解長(zhǎng)鏈產(chǎn)物),柱層析(硅膠柱,洗脫劑:石油醚 / 乙酸乙酯)純化,得到目標(biāo)產(chǎn)物。
該路徑先通過(guò)醚化反應(yīng)在 1,2 位連接十八烷基,再在 3 位引入二甲胺基,適用于十八烷醇易獲取的場(chǎng)景,步驟如下:
原料:1,2 - 二 (十八烷氧基) 丙烷、鹵化試劑(如 PBr?、SOCl?)。
反應(yīng):在無(wú)水yi醚或二氯甲烷中,1,2 - 二 (十八烷氧基) 丙烷的 3 位羥基與 PBr?反應(yīng)(0~ 室溫,2~4 小時(shí)),生成 3 - 溴 - 1,2 - 二 (十八烷氧基) 丙烷(溴為離去基團(tuán))。
原料:3 - 溴 - 1,2 - 二 (十八烷氧基) 丙烷、二甲胺(過(guò)量,氣體或 33% 水溶液)、堿(如 K?CO?,中和生成的 HBr)。
條件:
后處理:蒸餾除去過(guò)量二甲胺和溶劑,殘余物用稀鹽酸溶解,堿化(NaOH)后用正己烷萃取,減壓蒸餾或重結(jié)晶(甲醇 / 正己烷混合溶劑)純化。
位阻影響:十八烷基鏈較長(zhǎng)(C??),位阻較大,需選擇高活性離去基團(tuán)(如甲磺酰基、溴)和極性非質(zhì)子溶劑(如 DMF),促進(jìn) SN2 反應(yīng)。
無(wú)水條件:醚化和鹵代反應(yīng)需嚴(yán)格無(wú)水,避免羥基水解或試劑分解(如 NaH 遇水劇烈反應(yīng))。
純化方法:產(chǎn)物為長(zhǎng)鏈胺類(lèi)化合物,極性較低,可通過(guò)柱層析(硅膠,石油醚 / 乙酸乙酯梯度洗脫)或重結(jié)晶(利用其在極性溶劑中溶解度低的特性)純化。
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