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和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:
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:
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。
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。
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:
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。
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:
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)。
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:
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。
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。
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)。
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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