本發(fā)明屬于化工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種3-溴丁基-5,5-二甲溴丁基海因及其制備方法。

背景技術(shù)：

近半個世紀(jì)以來，隨著環(huán)境的不斷惡化，致病微生物廣泛傳播,導(dǎo)致公共安全事件頻發(fā)。因此，抗菌試劑和抗菌材料產(chǎn)品已得到越來越多的關(guān)注。在各領(lǐng)域中應(yīng)用的最為廣泛的是季銨鹽類抗菌劑，但因大量長期使用造成細(xì)菌耐藥性的產(chǎn)生和環(huán)境的二次污染。

鹵胺是通過氧化或氯化胞內(nèi)蛋白受體來達到微生物失活的目的，故其產(chǎn)生耐藥性的可能性甚微，因此鹵胺是一類殺菌速度快、抗菌功能可再生的廣譜抗菌劑。溴烷基海因是制備季銨型鹵胺的重要化工原料?，F(xiàn)今制備烷基海因一般采取的方法是先在醇的堿性條件下生成相應(yīng)的鹽，過濾干燥后再與溴烷烴反應(yīng)，操作較為復(fù)雜，耗時長。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種3-溴丁基-5,5-二甲基海因及其制備方法，通過研究DMH與二溴丁烷的摩爾比、縛酸劑的種類、DMH與縛酸劑的質(zhì)量比、加入二溴丁烷前的回流時間、加入丁烷后的回流時間對產(chǎn)品收率的影響從而得到適宜的反應(yīng)條件。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3-溴丁基-5,5-二甲基海因，該化合物結(jié)構(gòu)如下：

一種制備3-溴丁基-5,5-二甲基海因的制備方法，所述方法以5,5-二甲基乙內(nèi)酰脲為起始原料,先與縛酸劑反應(yīng)，再經(jīng)N烷基化反應(yīng)合成，具體包括以下步驟：

1)將5,5-二甲基乙內(nèi)酰脲加入到的丙酮溶液中，再加入縛酸劑，攪拌回流至充分反應(yīng)，5，5-二甲基乙內(nèi)酰脲與縛酸劑的質(zhì)量比為：1:(3-5)；

2)加入1,4-二溴丁烷，控制水溫繼續(xù)回流至充分反應(yīng)，制成溶液，5，5-二甲基海因與1,4-二溴丁烷的摩爾比為1:(1.5-3)；

3)對步驟2)所得溶液進行抽濾、濃縮即得到3-溴丁基-5,5-二甲基海因。

所述步驟1)中,縛酸劑為無水K₂CO₃、無水Na₂CO₃、NaOH、KOH或三乙胺。

所述步驟1)中,加入1,4-二溴丁烷前的攪拌回流時間為20-60min。

所述步驟2)中，加入1,4-二溴丁烷后的回流時間為3-7h。

所述步驟2)中，所述水溫為58℃-60℃。

所述步驟3)中，所述抽濾、濃縮具體為：對所述溶液進行抽濾除無機鹽，濃縮后加入乙酸乙酯和水進行萃取、分液，取上層清液，通過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去乙酸乙酯后，得到3-溴丁基-5,5-二甲基海因粗品，再經(jīng)層析柱分離提純，即得到3-溴丁基-5,5-二甲基海因。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有以下有益效果：

本發(fā)明合成的3-溴丁基-5,5-二甲基海因，作為中間體合成鹵胺后，具有環(huán)保，殺菌效果好，殺菌速度快，毒性低的特點。

本發(fā)明制備過程中縛酸劑的加入使DMH結(jié)構(gòu)中的N——H變?yōu)镹-K+，以便1,4二溴丁烷接到DMH上；不同的縛酸劑生成N-K+的速度，效果不同；DMH與1,4-二溴丁烷的摩爾比為1:(1.5-3)，能夠有效提高烷基海因的產(chǎn)率，不會過多浪費1,4-二溴丁烷；再加入1,4-二溴丁烷前的回流攪拌能夠讓DMH轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的鹽，縮短反應(yīng)時間，加入1,4-二溴丁烷后的回流攪拌能夠充分反應(yīng)得到溴烷基海因；丙酮的沸點是56.53℃，體系的溫度在57℃左右，將水溫控制在58℃-60℃之間，能夠保證體系處于沸騰回流狀態(tài)。

綜上所述，本發(fā)明公開的3-溴丁基-5,5-二甲基海因，是合成季銨型烷基鹵胺抗菌緩蝕劑的重要中間體，具有工業(yè)化應(yīng)用前景，本發(fā)明制備3-溴丁基-5,5-二甲基海因的方法，通過合成過程中DMH與二溴丁烷的摩爾比、縛酸劑的種類、DMH與縛酸劑的質(zhì)量比、加入二溴丁烷前后的回流時間對產(chǎn)品收率的影響，優(yōu)化合成工藝，得到適宜的反應(yīng)條件，整個制備方法簡單，原料易得。

下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細(xì)描述。

【附圖說明】

圖1為本發(fā)明的合成原理圖；

圖2為本發(fā)明的核磁圖譜。

【具體實施方式】

請參閱圖1所示，本發(fā)明3-溴丁基-5,5-二甲基海因的分子結(jié)構(gòu)如下：

本發(fā)明以5,5-二甲基乙內(nèi)酰脲為起始原料,先與縛酸劑反應(yīng)，再經(jīng)N烷基化反應(yīng)合成制備3-溴丁基-5,5-二甲基海因。

本發(fā)明一種制備3-溴丁基-5,5-二甲基海因的制備方法，具體包括以下步驟：

1)將5,5-二甲基乙內(nèi)酰脲加入到含有縛酸劑的丙酮溶液中，5，5-二甲基乙內(nèi)酰脲與縛酸劑的質(zhì)量比為：1:(3-5)，攪拌回流至充分反應(yīng)；

縛酸劑為無水K₂CO₃、無水Na₂CO₃、NaOH、KOH或三乙胺，攪拌回流時間為20-60min。

2)加入1,4-二溴丁烷，控制水溫繼續(xù)回流至充分反應(yīng)，制成溶液，5，5-二甲基海因與1,4-二溴丁烷的摩爾比為1:(1.5-3)；回流時間為3-7h，水溫為58℃-60℃；

3)對步驟2)所得溶液進行抽濾除無機鹽，濃縮后加入乙酸乙酯和水進行萃取、分液，取上層清液，通過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去乙酸乙酯后，得到3-溴丁基-5,5-二甲基海因粗品，再經(jīng)層析柱分離提純，即得到3-溴丁基-5,5-二甲基海因。

實施例1

將5,5-二甲基海因(1g,7.788mmol)，溶于丙酮70mL中，攪拌溶解，加入無水K₂CO₃(4g)，加熱回流30min后向混合液中加入1,4-二溴丁烷(3.37g,15.6mmol)，繼續(xù)回流5h，得到白色懸浮液，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去溶劑，得到澄清粘稠液體。

向其中加入水和乙酸乙酯進行萃取、分液，取上層清液；除去乙酸乙酯后，以乙酸乙酯/石油醚為洗脫劑進行柱色譜分離。將得到的含有產(chǎn)物的液體集中起來，除去洗脫劑所得到的白色固體即為3-溴丁基-5,5-二甲基海因，結(jié)構(gòu)如下所示：¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ5.94(s，1H),3.55(t，J＝6.8Hz，3H)，3.45(t，J＝6.4Hz，3H)，1.94–1.79(m，6H)，1.70(s，1H)，1.46(s，8H)。

實施例2

將5,5-二甲基海因(1g,7.788mmol)，溶于丙酮70mL中，攪拌溶解,加入無水Na₂CO₃(4g)，加熱回流30min后向混合液中加入1,4-二溴丁烷(3.37,15.6mmol)，繼續(xù)回流5h，得到白色懸浮液，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去溶劑，得到澄清粘稠液體。

向其中加入水和乙酸乙酯進行萃取、分液，取上層清液；除去乙酸乙酯后，以乙酸乙酯/石油醚為洗脫劑進行柱色譜分離。將得到的含有產(chǎn)物的液體集中起來，除去洗脫劑所得到的白色固體即為3-溴丁基-5,5-二甲基海因，結(jié)構(gòu)如下所示：¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ5.94(s，1H),3.55(t，J＝6.8Hz，3H)，3.45(t，J＝6.4Hz，3H)，1.94–1.79(m，6H)，1.70(s，1H)，1.46(s，8H)。

實施例3

將5,5-二甲基海因(1g,7.788mmol)，溶于丙酮70mL中，攪拌溶解，加入無水K₂CO₃(4g)，加熱回流30min后向混合液中加入1,4-二溴丁烷(3.37g,15.6mmol)，繼續(xù)回流7h，得到白色懸浮液，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去溶劑，得到澄清粘稠液體。

向其中加入水和乙酸乙酯進行萃取、分液,取上層清液；除去乙酸乙酯后，以乙酸乙酯/石油醚為洗脫劑進行柱色譜分離。將得到的含有產(chǎn)物的液體集中起來，除去洗脫劑所得到的白色固體即為3-溴丁基-5,5-二甲基海因，結(jié)構(gòu)如下所示：¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ5.94(s，1H),3.55(t，J＝6.8Hz，3H)，3.45(t，J＝6.4Hz，3H)，1.94–1.79(m，6H)，1.70(s，1H)，1.46(s，8H)。

實施例4

將5,5-二甲基海因(1g,7.788mmol)，溶于丙酮70mL中，攪拌溶解，加入無水NaOH(4g)，加熱回流30min后向混合液中加入1,4-二溴丁烷(3.37g,15.6mmol)，繼續(xù)回流5h，得到白色懸浮液，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去溶劑，得到澄清粘稠液體。

向其中加入水和乙酸乙酯進行萃取、分液,取上層清液；除去乙酸乙酯后，以乙酸乙酯/石油醚為洗脫劑進行柱色譜分離。將得到的含有產(chǎn)物的液體集中起來，除去洗脫劑所得到的白色固體即為3-溴丁基-5,5-二甲基海因，結(jié)構(gòu)如下所示：¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ5.94(s，1H),3.55(t，J＝6.8Hz，3H)，3.45(t，J＝6.4Hz，3H)，1.94–1.79(m，6H)，1.70(s，1H)，1.46(s，8H)。

實施例5

將5,5-二甲基海因(1g,7.788mmol)，溶于丙酮70mL中，攪拌溶解，加入無水K₂CO₃(4g)，加熱回流30min后向混合液中加入1,4-二溴丁烷(4.21g,19.47mmol)，繼續(xù)回流5h，得到白色懸浮液，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去溶劑，得到澄清粘稠液體。

向其中加入水和乙酸乙酯進行萃取、分液,取上層清液；除去乙酸乙酯后，以乙酸乙酯/石油醚為洗脫劑進行柱色譜分離。將得到的含有產(chǎn)物的液體集中起來，除去洗脫劑所得到的白色固體即為3-溴丁基-5,5-二甲基海因，結(jié)構(gòu)如下所示：¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ5.94(s，1H),3.55(t，J＝6.8Hz，3H)，3.45(t，J＝6.4Hz，3H)，1.94–1.79(m，6H)，1.70(s，1H)，1.46(s，8H)。

實施例6

將5,5-二甲基海因(1g,7.788mmol)，溶于丙酮70mL中，攪拌溶解,加入KOH(4g)，加熱回流30min后向混合液中加入1,4-二溴丁烷(3.37,15.6mmol)，繼續(xù)回流5h，得到白色懸浮液，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去溶劑，得到澄清粘稠液體。

向其中加入水和乙酸乙酯進行萃取、分液，取上層清液；除去乙酸乙酯后，以乙酸乙酯/石油醚為洗脫劑進行柱色譜分離。將得到的含有產(chǎn)物的液體集中起來，除去洗脫劑所得到的白色固體即為3-溴丁基-5,5-二甲基海因，結(jié)構(gòu)如下所示：¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ5.94(s，1H),3.55(t，J＝6.8Hz，3H)，3.45(t，J＝6.4Hz，3H)，1.94–1.79(m，6H)，1.70(s，1H)，1.46(s，8H)。

實施例7

將5,5-二甲基海因(1g,7.788mmol)，溶于丙酮70mL中，攪拌溶解，加入三乙胺(4g)，加熱回流30min后向混合液中加入1,4-二溴丁烷(3.37g,15.6mmol)，繼續(xù)回流7h，得到白色懸浮液，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去溶劑，得到澄清粘稠液體。

向其中加入水和乙酸乙酯進行萃取、分液,取上層清液；除去乙酸乙酯后，以乙酸乙酯/石油醚為洗脫劑進行柱色譜分離。將得到的含有產(chǎn)物的液體集中起來，除去洗脫劑所得到的白色固體即為3-溴丁基-5,5-二甲基海因，結(jié)構(gòu)如下所示：¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ5.94(s，1H),3.55(t，J＝6.8Hz，3H)，3.45(t，J＝6.4Hz，3H)，1.94–1.79(m，6H)，1.70(s，1H)，1.46(s，8H)。

請參閱圖2所示，δ＝5.99為1位上的N-H化學(xué)位移，δ＝1.46為2、3位上H的化學(xué)位移，δ＝3.55，δ3.45分別為4、7位上H的化學(xué)位移；δ＝1.95–1.71為5、6位上H的化學(xué)位移。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定是全部或唯一的實施方式，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通過閱讀本發(fā)明說明書而對本發(fā)明技術(shù)方案采取的任何等效的變換，均應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明的權(quán)利要求書所涵蓋。