甜菜碱盐酸盐的合成研究.docx

甜菜碱盐酸盐的合成研究

注：所用的试剂均为分析纯

主要仪器

主要实验及分析仪器如表2-2所示：

表2-2实验及分析仪器

类别 仪器名称 生产厂家

DHT型搅拌控沮电热套 山东郅城华香电热仪器有限公司

ZK-82B型其空干燥箱 南通宏大实验仪器有限公司

SHZ-D(Ili)循环水式其空泵 巩义市英峪予华仪器厂实验仪器 FAI104电子天平 上海精科天平

85-2控温磁力扰拌器 江苏金城国胜实验仪器厂可调万用电炉 山东省龙口市先科仪器公司

凯氏定氮瓶 郑州险华实验仪器有限公司

VERTEX-70红外光谱仪 饱国BRUKERS公司

分祈仪器

SDTQ600同步热分析仪 美国TA公司

VarioEIIII元素分析仪 瑞士梅特勒公司

AVANCE400M超导核磁共

振波谱仪

德国BRUKERS公司

实验步骤

在装有搅拌、回流冷凝器的500mL三口烧瓶中加入一定登的颌乙酸和N,N-二甲基甲酰胺，搅拌使氯乙酸完全溶解，在SOOmL的单口烧瓶中加入一定最的33%的三甲胺水浴液，加热三甲胺水浴液，用冷凝管冷却气体并把气体通过干燥装笠

缓慢通入盛有氮乙酸溶液的烧瓶中，通气时控制温度不超过20它，由回流冷凝器上端用橡皮管将余气导出回收。通气完毕后升温至6o·c,恒温反应5h；反应结束后，抽滤，真空干燥得白色粉末状固体，即为甜菜碱盐酸盐粗品。反应收率可达96％以上。

在单口瓶中加入一定盘的乙醇，再加入上述甜菜毅盐酸盐粗产品，搅拌溶解，

再经减压蒸熘，除去溶剂乙醇，于燥后的得到纯度较离的产品。产品收率为96%,

纯度为98.5%。

甜菜毅盐酸盐为白色结晶性粉末，其结构测试结果为：1HNMR(300MHz,

D心），15: 3.16(s, 9H, CH_,), 4.07(s, 2H, CH2), 4.70(s, !H, HDO)。IR

(K.Br压片法），v/cm-i, 3027,1332(C—H,-CH3),2958,1411(C一H,-CH2),

1742(C=O),1244(C—N)。元素分析结果：实剧值（ 计算值），％：w(C)=38.49(39.l0),

w(H) =7.794(7.873), w(N) =8.825(9.118)。熔点：226~22s·c（标准纯品熔点

为227~228.C)。

结果与讨论

反应溶剂的选择

溶剂对反应的影响是不可忽略的因素之一，其中溶剂的极性和溶解性是关键因素。文献113]中，作者通过溶剂极性和三甲胺的盘对反应速率的影响对甜菜毅合成反应进行了研究，结果表明溶剂极性增加，甜菜碱合成收率逐渐增加。在此基础上，本文主要考察了氮苯、异丁醇、乙酸乙酪、乙醇、DMF、水等溶剂对反应收率的影响。本实验在三甲胺与氮乙酸底尔比为171，反应温度60c.时间为5h的条件下在不同溶剂中进行实验，结果如表2-3所示心

表

2-3

不同溶剂对反应收率的影响

序号

溶剂

反应收率／％

1

氯苯

34.6

2

异丁醇

56.1

3

乙酸乙酪

67.4

4

乙醇

70.7

5

DMF

96.3

6

水

43.8

结果表明，随着溶剂极性的增加反应收率也逐渐增加，但是用水作溶剂时，收率并不高，这是因为产品甜菜碱盐酸盐在水中的溶解度很大，反应结束后分离复杂，直接降低了反应收率。文献”“中，作者用水作溶剂制备甜菜碱盐酸盐，水的极性强，有利千反应的进行，但是鼓后分离产品的过程复杂，导致产品成本商：而文献[14]中，作者在反应中加除水剂来保证反应在无水环境中进行，也说明了水分对反应有影响。因此选溶剂不仅考虑极性强弱，还要考虑产品簸后的分离问题。综合考虑以上因素，本实验选DMF作为溶剂。

反应物摩尔比的选择

三甲胺的N原子上有孤对电子，具有较强的亲核性，很容易跟卤代物发生亲和取代反应。为了考察原料库尔比对甜菜碱盐酸盐合成反应的影响，本实验设定其他条件一定的情况下，改变反应阮科摩尔比进行实验，确定录佳合成原料库尔比，实验结果如表2-4和图2-]。

表2-4反应物岸尔比对甜菜碱盐酸盐合成收率的影响

33％三甲胺水溶液(ml)

50

55

60

65

70

75

80

85

98

94

纯三甲胺呈(g)

14.75

16.2

17.7

19.2

20.7

22.1

23.6

25.1

26.6

28.0

甜菜戟盐酸盐含（堂％）

693

71.5

75.6

78.0

87.6

94.9

98.0

98.5

98.4

9