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1,2-二(十八烷氧基)-3-二甲胺基-丙烷(871258-14-9)的合成方法有哪些?

2025-08-07 [38]
1,2 - 二 (十八烷氧基)-3 - 二甲胺基 - 丙烷的结构核心是丙烷骨架,其中 1 位和 2 位连接十八烷氧基(-O-C₁₈H₃₇),3 位连接二甲胺基(-N (CH₃)₂)。其合成需通过醚键构建胺基引入两步核心反应,具体方法可根据原料易得性和反应效率选择,以下是两种典型合成路径:

一、先引入二甲胺基,再构建十八烷氧基(胺化→醚化策略)

该路径以含羟基和离去基团的丙烷衍生物为起始物,先在 3 位引入二甲胺基,再通过醚化反应在 1、2 位连接十八烷基,步骤如下:

1. 制备 3 - 二甲胺基 - 1,2 - 丙二醇(关键中间体)

  • 原料:3 - 氯 - 1,2 - 丙二醇(甘油的氯代衍生物,易得)、二甲胺(水溶液或气体)、碱(如 NaOH、K₂CO₃)。

  • 反应原理:3 - 氯 - 1,2 - 丙二醇的 3 位氯原子(离去基团)与二甲胺发生亲核取代反应(SN2),生成 3 - 二甲胺基 - 1,2 - 丙二醇。

  • 条件

    • 溶剂:极性溶剂(如乙醇、水 - 乙醇混合液),促进胺的溶解和离子型反应。

    • 温度:50~80℃,回流反应 4~8 小时(二甲胺过量,提高转化率)。

    • 后处理:蒸馏除去过量二甲胺,酸化(如 HCl)至中性,萃取(乙酸乙酯)或减压蒸馏纯化。

2. 1,2 位羟基的活化(引入离去基团)

  • 目的:将 3 - 二甲胺基 - 1,2 - 丙二醇的 1,2 位羟基转化为更易离去的基团(如甲磺酰基、对甲苯磺酰基),便于后续与十八烷氧基负离子反应。

  • 原料:3 - 二甲胺基 - 1,2 - 丙二醇、甲磺酰氯(MsCl)或对甲苯磺酰氯(TsCl)、碱(如吡啶、三乙胺,中和生成的酸)。

  • 反应
    在无水二氯甲烷或 THF 中,0~5℃下滴加 MsCl(与羟基等摩尔),室温反应 2~4 小时,生成 1,2 - 二甲磺酰氧基 - 3 - 二甲胺基 - 丙烷(离去基团为 - O Ms)。

  • 注意:需严格无水,避免羟基水解;控制温度防止磺酰氯分解。

3. 与十八烷醇的醚化反应(构建十八烷氧基)

  • 原料:1,2 - 二甲磺酰氧基 - 3 - 二甲胺基 - 丙烷、十八烷醇(C₁₈H₃₇OH)、强碱(如 NaH、KH,用于生成烷氧基负离子)。

  • 反应原理:十八烷醇在强碱作用下生成十八烷氧基负离子(C₁₈H₃₇O⁻),作为亲核试剂进攻 1,2 位的磺酰氧基(离去基团),发生 SN2 反应生成醚键。

  • 条件

    • 溶剂:极性非质子溶剂(如 DMF、DMSO),增强负离子稳定性,加速 SN2 反应。

    • 温度:80~100℃,反应 12~24 小时(十八烷醇过量 10%~20%,弥补位阻影响)。

  • 后处理:加水淬灭过量强碱,萃取(石油醚或正己烷,溶解长链产物),柱层析(硅胶柱,洗脱剂:石油醚 / 乙酸乙酯)纯化,得到目标产物。

二、先构建十八烷氧基,再引入二甲胺基(醚化→胺化策略)

该路径先通过醚化反应在 1,2 位连接十八烷基,再在 3 位引入二甲胺基,适用于十八烷醇易获取的场景,步骤如下:

1. 制备 1,2 - 二 (十八烷氧基) 丙烷(醚键预构建)

  • 原料:1,2 - 丙二醇(或 1,2 - 二溴丙烷)、十八烷醇、酸催化剂(如浓硫酸、对甲苯磺酸)或强碱(如 NaH)。

  • 反应选择

    • 若用 1,2 - 丙二醇:在酸性条件下与十八烷醇发生缩合反应(脱水成醚),需控制温度(110~130℃)和十八烷醇过量(避免单醚生成),生成 1,2 - 二 (十八烷氧基) 丙烷。

    • 若用 1,2 - 二溴丙烷:与十八烷醇钠(十八烷醇 + NaH 制备)在 DMF 中反应(80℃,8~12 小时),通过威廉姆森醚合成直接生成 1,2 - 二 (十八烷氧基) 丙烷(溴离子为离去基团,效率更高)。

2. 3 位羟基的卤代活化

  • 原料:1,2 - 二 (十八烷氧基) 丙烷、卤化试剂(如 PBr₃、SOCl₂)。

  • 反应:在无水yi醚或二氯甲烷中,1,2 - 二 (十八烷氧基) 丙烷的 3 位羟基与 PBr₃反应(0~ 室温,2~4 小时),生成 3 - 溴 - 1,2 - 二 (十八烷氧基) 丙烷(溴为离去基团)。

3. 3 位的胺化反应(引入二甲胺基)

  • 原料:3 - 溴 - 1,2 - 二 (十八烷氧基) 丙烷、二甲胺(过量,气体或 33% 水溶液)、碱(如 K₂CO₃,中和生成的 HBr)。

  • 条件

    • 溶剂:乙醇或 THF(溶解底物和胺),密封反应瓶(防止二甲胺挥发)。

    • 温度:60~80℃,回流反应 6~12 小时(二甲胺过量 2~3 倍,推动 SN2 反应)。

  • 后处理:蒸馏除去过量二甲胺和溶剂,残余物用稀盐酸溶解,碱化(NaOH)后用正己烷萃取,减压蒸馏或重结晶(甲醇 / 正己烷混合溶剂)纯化。

关键注意事项

  1. 位阻影响:十八烷基链较长(C₁₈),位阻较大,需选择高活性离去基团(如甲磺酰基、溴)和极性非质子溶剂(如 DMF),促进 SN2 反应。

  2. 无水条件:醚化和卤代反应需严格无水,避免羟基水解或试剂分解(如 NaH 遇水剧烈反应)。

  3. 纯化方法:产物为长链胺类化合物,极性较低,可通过柱层析(硅胶,石油醚 / 乙酸乙酯梯度洗脱)或重结晶(利用其在极性溶剂中溶解度低的特性)纯化。

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