甲基丙烯酸（2,2-二羟甲基）丙酯的合成

第42卷第24期广州化工Vol 42 No 242014年12月Guangzhou Chemical IndustryDec. 2014甲基丙烯酸(2,2-二羟甲基)丙酯的合成刘玲琪,王德强,何福喜,闵晓燕,毕韵梅南师范大学化学化工学院,云南昆明650500)摘要:以对甲苯磺酸为催化剂,用1,1,1-三羟甲基乙烷(THME)与苯甲醛在四氢呋喃中反应,合成出2,2-二羟甲基缩苯甲醛丙醇;再以三乙胺作缚酸剂,用2,2-二羟甲基缩苯甲醛丙醇与甲基丙烯酰氯反应合成出甲基丙烯酸(2,2-二羟甲基)丙酯的缩苯甲醛衍生物,再与盐酸反应得到甲基丙烯酸(2,2-二羟甲基)丙酯。用核磁共振氢谱(HNMR)证明了所合成化合物的结构。关键词:1,1,1-三羟甲基乙烷(THME);苯甲醛;2,2-二羟甲基缩苯甲醛丙醇;甲基丙烯酸(2,2-二羟甲基)丙酯中图分类号:063文献标志码:A文章编号: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刺激响应性高分子是指由于外界环境的微小变化而引起较物单体的重要前体化合物,本文以1,1,1-三羟甲基乙烷为原大的物理变化或化学变化的一类高分子材料。外界环境的刺激料,经三步反应合成了丙烯酸(2,2-二羟甲基)丙酯,为后续合可分为物理刺激和化学刺激。物理刺激主要指温度、电场、成含有环状原酸酯侧基的新型pH响应性高分子材料打好基础子链之间的相互作用和各种能量的改变。化学刺激主要包括介1实验部分质的pH值、离子浓度及种类、溶剂、化学反应物等条件的变化,它们会在分子水平上改变聚合物链之间以及聚合物与溶剂1.1仪器与试剂之间的相互作用2。聚合物对这些外界刺激的响应最终将导Bπ ker drⅹ-50核磁共振仪( Bruker,瑞土),TMS做内致其物理性质或化学性质发生相应的突变,其中,pH响应性标。高分子在肿瘤、细胞内或胃肠道给药方面最具应用前景3-41,1,1-三羟甲基乙烷(THME,99%),对甲苯磺酸水合物原酸酯是一类在碱性或中性条件下稳定,在酸性条件下易(TOH,>9%),四氢呋喃(AR),苯甲醛(>9%),三乙胺水解的有机官能团,聚原酸酯具有良好的生物相容性,作为生(9%),甲基丙烯酰氯,均为国产试剂。四氢呋喃和三乙胺在物医用材料已用于二期临床试验3。近年来,原酸酯作为酸裂使用前均做除水处理解型连接基团被用于制备H响应性的脂类化合物,相应的p1.22,2-二羟甲基缩苯甲醛丙醇的合成(化合物1)响应性脂质体在药物控制释放、基因输送等方面具有潜在的应将1,1,1-三羟甲基乙烷(3g,0.025mol)和对甲苯磺其疏水核的极性因原酸酯的水解而增加,该类叫响应性胶束用价值6。黄潇楠等”合成了含环状原酸酯侧基的两亲性嵌水合物(0.15g,0.79mol)溶于47mL四氢呋喃中,滴加苯段共聚物,这些嵌段共聚物在水溶液中能自组装成球形胶束状甲醛(3mL,26.25mmo),搅拌过夜,减压浓缩后,用二氯甲聚集体,这些聚集体在中性水溶液中较稳定,在酸性水溶液中烷稀e_La中国煤化工次,有机相用无水硫酸镁CNMH物1),产率为94%。状聚集体有望用于肿瘤、细胞内给药等药物传输体系。1.3A,基)丙酯的缩苯甲醛衍丙烯酸(2,2-二羟甲基)丙酯为合成含环状原酸酯侧基聚合生物的合成(化合物2)基金项目:国家自然科学基金(20864003,21264017)资助项目作者简介:刘玲琪(1989-),女,硕士研究生,主要研究方向为有机高分子。通讯作者:毕韵梅,教授,主要从事生物医用高分子材料研究。第42卷第24期刘玲琪,等:甲基丙烯酸(2,2-二羟甲基)丙酯的合成将化合物1(4g,19.20mmol)和三乙胺(5mL,用HNMR谱对化合物1的结构进行了表征(图2a),在δ134.56mml)溶于二氯甲烷(60mL)中,置于冰水浴中,滴入4.10处出现了缩醛中羟甲基上CH2的质子峰,说明形成了缩甲基丙烯酰氯(2mL,28.80mmol),滴完,冰水浴中继续反醛。在δn7.29-1.50处出现苯环信号,所以,化合物1与预应4h后,过滤,用饱和碳酸氢钠溶液洗涤两次,有机相用无期产物结构一致。水硫酸镁干燥,浓缩得淡黄色液体(化合物2),产率为70%在化合物2的HNMR谱(图2b)中,在δ11.99处出现与14甲基丙烯酸(22-二羟甲基)丙酯的合成(化合物3)双键相连的CH1质子峰;616.16,5.46处出现双键碳上的质将化合物2溶于32mL甲醇中,加人32mL盐酸(1mo/L)子峰。因此,化合物2与预期产物结构一致反应2h后,用氢氧化钠溶液将pH值调到7.4,旋蒸出甲醇在化合物3的HNMR谱(图2c)中,没有出现五个苯环氢后,粗产物用硅胶柱层析分离(乙酸乙酯:石油醚=1:2)得的信号峰,说明苯环已经在反应后离去,因此,化合物3与预透明粘稠液体(化合物3),产率为61%期产物结构一致2结果与讨论3结论2.1甲基丙烯酸(2,2-二羟甲基)丙酯的合成以1,1,1-三羟甲基乙烷为原料,通过与苯甲醛反应形成缩醛保护其中的两个羟基后,剩下的一个羟基与和甲基丙烯酰氯xm9xxC反是件下水是,成功的成是表征。甲基丙烯酸(2,2-二羟甲基)丙酯与原甲酸三乙酯反应合HC=成原酸酯单体及其聚合反应正在研究中。参考文献图1甲基丙烯酸(2,2-二羟甲基)丙酯的合成路线1]赵群,倪沛红.pH/温度响应的两亲性嵌段共聚物的研究[J].化学Fig 1 Synthesis of 2, 2-dihydroxymethylpropanyl methylacrylate2006,18(6):768-779甲基丙烯酸(2,2-二羟甲基)丙酯(化合物3按图1的合成路[2]郝堂娜,乔明曦,李镇,等PH及温度敏感型生物可降解嵌段共聚线合成,以1,1,1-三羟甲基乙烷为原料,用苯甲醛保护其中的两物的研究进展[J.药学学报,2008,43(2):123-127个羟基后,再和甲基丙烯酰氯反应,最后脱保护合成目标产物。[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业ntablock copolymer with pH and temperature responses8075706.5605.550454035302520151005via sequential atom transfer radil merization[J]. MaterialLetters,2012,67(1):383-386.[6」黄澌楠,杜福胜,杨俊,等.含环状原酸酯侧基的两亲性嵌段共聚物及其酸敏感胶東状聚集体[J].高分子学报,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图2化合物1(a),2(b)和3(c)的HNMR谱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中国煤化工CNMHG