甲基丙烯酸（2,2-二羥甲基）丙酯的合成

第42卷第24期廣州化工Vol 42 No 242014年12月Guangzhou Chemical IndustryDec. 2014甲基丙烯酸(2,2-二羥甲基)丙酯的合成劉玲琪,王德強,何福喜,閔曉燕,畢韻梅南師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院,云南昆明650500)摘要:以對甲苯磺酸為催化劑,用1,1,1-三羥甲基乙烷(THME)與苯甲醛在四氫呋喃中反應,合成出2,2-二羥甲基縮苯甲醛丙醇;再以三乙胺作縛酸劑,用2,2-二羥甲基縮苯甲醛丙醇與甲基丙烯酰氯反應合成出甲基丙烯酸(2,2-二羥甲基)丙酯的縮苯甲醛衍生物,再與鹽酸反應得到甲基丙烯酸(2,2-二羥甲基)丙酯。用核磁共振氫譜(HNMR)證明了所合成化合物的結構。關(guān)鍵詞:1,1,1-三羥甲基乙烷(THME);苯甲醛;2,2-二羥甲基縮苯甲醛丙醇;甲基丙烯酸(2,2-二羥甲基)丙酯中圖分類(lèi)號:063文獻標志碼:A文章編號:1001-96772014)024-0054-02Synthesis of 2, 2-Dihydroxymethylpropanyl methylacrylateLIU Ling-qi, WANG De-giang, HE Fu-xi, MIN Xiao-yan, B/ Yun-metCollege of Chemistry and Chemical Engineering, Yunnan NorUniversity, Yunnan Kunming 650500, China)Abstract: The 2, 2-dihydroxymethyl propanol was first synthesized by the reaction of 1, 1, I-tris( hydroxymethyl)ethane THME) with benzaldehyde in the presence of catalytic amount of TsOH. The methacrylation of 2, 2dihydroxymethyl propanol with methacryloyl chloride afforded the benzylidene acetal derivative of 2, 2dihydroxymethylpropanyl methylacrylate. The resulting product was ensued by acid hydrolysis of benzylidene acetal to give2, 2-dihydroxymethylpropanyl methylacrylate. The structures of the products were verified by H NMR spectraKey words: 1, 1, I-three hydroxymethyl ethane (THME); benzaldehyde; 2, 2-dihydroxy- methyl propanol; 2, 2dihydroxymethylpropanyl methylacrylate刺激響應性高分子是指由于外界環(huán)境的微小變化而引起較物單體的重要前體化合物,本文以1,1,1-三羥甲基乙烷為原大的物理變化或化學(xué)變化的一類(lèi)高分子材料。外界環(huán)境的刺激料,經(jīng)三步反應合成了丙烯酸(2,2-二羥甲基)丙酯,為后續合可分為物理刺激和化學(xué)刺激。物理刺激主要指溫度、電場(chǎng)、成含有環(huán)狀原酸酯側基的新型pH響應性高分子材料打好基礎子鏈之間的相互作用和各種能量的改變?；瘜W(xué)刺激主要包括介1實(shí)驗部分質(zhì)的pH值、離子濃度及種類(lèi)、溶劑、化學(xué)反應物等條件的變化,它們會(huì )在分子水平上改變聚合物鏈之間以及聚合物與溶劑1.1儀器與試劑之間的相互作用2。聚合物對這些外界刺激的響應最終將導Bπ ker drⅹ-50核磁共振儀( Bruker,瑞土),TMS做內致其物理性質(zhì)或化學(xué)性質(zhì)發(fā)生相應的突變,其中,pH響應性標。高分子在腫瘤、細胞內或胃腸道給藥方面最具應用前景3-41,1,1-三羥甲基乙烷(THME,99%),對甲苯磺酸水合物原酸酯是一類(lèi)在堿性或中性條件下穩定,在酸性條件下易(TOH,>9%),四氫呋喃(AR),苯甲醛(>9%),三乙胺水解的有機官能團,聚原酸酯具有良好的生物相容性,作為生(9%),甲基丙烯酰氯,均為國產(chǎn)試劑。四氫呋喃和三乙胺在物醫用材料已用于二期臨床試驗3。近年來(lái),原酸酯作為酸裂使用前均做除水處理解型連接基團被用于制備H響應性的脂類(lèi)化合物,相應的p1.22,2-二羥甲基縮苯甲醛丙醇的合成(化合物1)響應性脂質(zhì)體在藥物控制釋放、基因輸送等方面具有潛在的應將1,1,1-三羥甲基乙烷(3g,0.025mol)和對甲苯磺其疏水核的極性因原酸酯的水解而增加,該類(lèi)叫響應性膠束用價(jià)值6。黃瀟楠等”合成了含環(huán)狀原酸酯側基的兩親性嵌水合物(0.15g,0.79mol)溶于47mL四氫呋喃中,滴加苯段共聚物,這些嵌段共聚物在水溶液中能自組裝成球形膠束狀甲醛(3mL,26.25mmo),攪拌過(guò)夜,減壓濃縮后,用二氯甲聚集體,這些聚集體在中性水溶液中較穩定,在酸性水溶液中烷稀e_La中國煤化工次,有機相用無(wú)水硫酸鎂CNMH物1),產(chǎn)率為94%。狀聚集體有望用于腫瘤、細胞內給藥等藥物傳輸體系。1.3A,基)丙酯的縮苯甲醛衍丙烯酸(2,2-二羥甲基)丙酯為合成含環(huán)狀原酸酯側基聚合生物的合成(化合物2)基金項目:國家自然科學(xué)基金(20864003,21264017)資助項目作者簡(jiǎn)介:劉玲琪(1989-),女,碩士研究生,主要研究方向為有機高分子。通訊作者:畢韻梅,教授,主要從事生物醫用高分子材料研究。第42卷第24期劉玲琪,等:甲基丙烯酸(2,2-二羥甲基)丙酯的合成將化合物1(4g,19.20mmol)和三乙胺(5mL,用HNMR譜對化合物1的結構進(jìn)行了表征(圖2a),在δ134.56mml)溶于二氯甲烷(60mL)中,置于冰水浴中,滴入4.10處出現了縮醛中羥甲基上CH2的質(zhì)子峰,說(shuō)明形成了縮甲基丙烯酰氯(2mL,28.80mmol),滴完,冰水浴中繼續反醛。在δn7.29-1.50處出現苯環(huán)信號,所以,化合物1與預應4h后,過(guò)濾,用飽和碳酸氫鈉溶液洗滌兩次,有機相用無(wú)期產(chǎn)物結構一致。水硫酸鎂干燥,濃縮得淡黃色液體(化合物2),產(chǎn)率為70%在化合物2的HNMR譜(圖2b)中,在δ11.99處出現與14甲基丙烯酸(22-二羥甲基)丙酯的合成(化合物3)雙鍵相連的CH1質(zhì)子峰;616.16,5.46處出現雙鍵碳上的質(zhì)將化合物2溶于32mL甲醇中,加人32mL鹽酸(1mo/L)子峰。因此,化合物2與預期產(chǎn)物結構一致反應2h后,用氫氧化鈉溶液將pH值調到7.4,旋蒸出甲醇在化合物3的HNMR譜(圖2c)中,沒(méi)有出現五個(gè)苯環(huán)氫后,粗產(chǎn)物用硅膠柱層析分離(乙酸乙酯:石油醚=1:2)得的信號峰,說(shuō)明苯環(huán)已經(jīng)在反應后離去,因此,化合物3與預透明粘稠液體(化合物3),產(chǎn)率為61%期產(chǎn)物結構一致2結果與討論3結論2.1甲基丙烯酸(2,2-二羥甲基)丙酯的合成以1,1,1-三羥甲基乙烷為原料,通過(guò)與苯甲醛反應形成縮醛保護其中的兩個(gè)羥基后,剩下的一個(gè)羥基與和甲基丙烯酰氯xm9xxC反是件下水是,成功的成是表征。甲基丙烯酸(2,2-二羥甲基)丙酯與原甲酸三乙酯反應合HC=成原酸酯單體及其聚合反應正在研究中。參考文獻圖1甲基丙烯酸(2,2-二羥甲基)丙酯的合成路線(xiàn)1]趙群,倪沛紅.pH/溫度響應的兩親性嵌段共聚物的研究[J].化學(xué)Fig 1 Synthesis of 2, 2-dihydroxymethylpropanyl methylacrylate2006,18(6):768-779甲基丙烯酸(2,2-二羥甲基)丙酯(化合物3按圖1的合成路[2]郝堂娜,喬明曦,李鎮,等PH及溫度敏感型生物可降解嵌段共聚線(xiàn)合成,以1,1,1-三羥甲基乙烷為原料,用苯甲醛保護其中的兩物的研究進(jìn)展[J.藥學(xué)學(xué)報,2008,43(2):123-127個(gè)羥基后,再和甲基丙烯酰氯反應,最后脫保護合成目標產(chǎn)物。[3] Binauld S, Stenzel M H Acid-degradable polymers for drug delivery: adecade of innovation[J. Chemical Communications, 2013, 49(21)2.2化合物的表征2082-2102[4 Lee E S, Gao Z, Bae Y H. Recent progress in tumor pH targetingnanotechnology[ J] Journal of Controlled Release, 2008, 132(3): 1645] Ren TB, Lei X, Yuan WZ. Synthesis and self-assembly of double業(yè)ntablock copolymer with pH and temperature responses8075706.5605.550454035302520151005via sequential atom transfer radil merization[J]. MaterialLetters,2012,67(1):383-386.[6」黃澌楠,杜福勝,楊俊,等.含環(huán)狀原酸酯側基的兩親性嵌段共聚物及其酸敏感膠東狀聚集體[J].高分子學(xué)報,2009(1):88-91[7 Huang X, Du F, Ju R, et al. Novel acid-labile, thermoresponsive poly807.5706.5605.5504540353025201.5100.50methacrylamide )s with pendent ortho ester moieties[J]. MacromolecularRapid Communications, 2007, 28(5): 597-603groups[ J]. Macromolecules, 2009, 42(3):783-790[9] Chen W, Yang H, Wang R, et al. Versatile synthesis of functional4.5403.53025201.5100.5biodegradable polymers by combining ring-opening polymerization and圖2化合物1(a),2(b)和3(c)的HNMR譜postpolymerization modification via Michael-type addition reaction[J]Fig2 H NMR spectra of compound 1(a)Macromolecules, 2009, 43(1): 201-207compound 2(b)and compound 3(c)H中國煤化工CNMHG