本發(fā)明涉及化工醫(yī)藥
技術(shù)領(lǐng)域:
,具體涉及表面活性劑的制備方法。
背景技術(shù):
:由于表面活性劑具有優(yōu)異的應(yīng)用性能,在工業(yè)生產(chǎn)和人們的日常生活中具有廣泛的應(yīng)用。一直以來(lái),人們從未停止過(guò)對(duì)新型表面活性劑的開發(fā)和研究。特別是原料來(lái)源廣泛,生物相容性好,功能獨(dú)特的表面活性劑的開發(fā)一直是研究的熱點(diǎn)之一。由于表面活性劑能定向排列于不相容的兩相界面,這使得表面活性劑在涉及兩相界面的某些特殊性能方面有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。如乳液聚合時(shí),往往都要用到表面活性劑,使得待聚合反應(yīng)液分散成乳液的狀態(tài),這樣得到聚合物的粒徑可達(dá)微米級(jí),且均勻穩(wěn)定。為了制備亞微米級(jí)(或納米級(jí)的)聚合物微球,在制備乳液往往需要使用大量的表面活性劑,并需要使用助表面活性劑(如小分子醇類),以降低乳液微球的表面張力,從而實(shí)現(xiàn)微乳化的目的。但由于使用表面活性劑的濃度高,聚合物中殘留的表面活性劑往往不能徹底洗脫,往往對(duì)聚合物微球的性質(zhì)產(chǎn)生較大的影響。因此尋找一種乳化能力強(qiáng),對(duì)乳液微滴的穩(wěn)定性有幫助,且用量不太大的表面活性劑成為一個(gè)非常有吸引力的方向。氨基葡萄糖又名葡萄糖胺,廣泛存在于自然界,2-氨基-2-脫氧-d-葡萄糖通常以n-乙酰基衍生物(如甲殼素)或以n-硫酸酯和n-乙酰-3-o-乳酸醚(胞壁酸)形式存在于微生物、動(dòng)物來(lái)源的多糖和結(jié)合多糖中。其作為甲殼素的最終降解產(chǎn)物,具有一定藥理功能,且具有較好的成膜性能,在醫(yī)藥生物領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛。氨基葡萄糖分子結(jié)構(gòu)上含有多羥基和氨基,除本身具有良好的水溶性外,還可進(jìn)行n-?;⑼榛?、氨基酸衍生物及o-羧酸化、磷脂化、烯烴衍生物等修飾化學(xué)修飾。例如將氨基葡萄糖與膽酸改性制備新型的衍生物,可作為治療骨關(guān)節(jié)炎的藥物或者引入可聚合基團(tuán)而作為軟骨修復(fù)材料。但利用氨基葡萄糖作為表面活性劑的報(bào)道并不多見。氨基酸是構(gòu)成蛋白質(zhì)的基本成分,是構(gòu)成生命的基元物質(zhì)。常見氨基酸的基本結(jié)構(gòu)相似,不同的氨基酸側(cè)鏈帶來(lái)了氨基酸不同的功能特征。通常氨基酸表面活性劑主要是在氨基酸的氨基上引入長(zhǎng)鏈脂肪?;?,然后中和成鹽后可得到相應(yīng)的表面活性劑。常用的氨基酸有肌氨酸、谷氨酸、絲氨酸、丙氨酸、擷氨酸、亮氨酸等,其中以肌氨酸、谷氨酸最為常用。所用到的脂肪酸分為飽和和不飽和兩種,如油酸、油酸、椰子油酸、棕櫚油酸、硬油酸、辛酸、癸酸等。特別是不飽和脂肪酸,由于分子結(jié)構(gòu)中帶有雙鍵,可以用于參與到聚合反應(yīng)中,這對(duì)開發(fā)能聚合的表面活性劑非常關(guān)鍵。氨基葡萄糖主要以吡喃糖的結(jié)構(gòu)存在,具有較好的成膜性能。一般認(rèn)為較好的成膜性能對(duì)界面的穩(wěn)定是有利的。因此如果能將此性質(zhì)引入到表面活性劑之中,以期在乳液聚合時(shí)起到穩(wěn)定乳液微滴的作用,同時(shí)希望利用氨基酸親水性側(cè)鏈起到降低乳液微滴表面張力的作用(如同在制備微乳液時(shí)小分子醇的作用),故將親水性氨基酸與氨基葡萄糖偶聯(lián)后,再引入長(zhǎng)鏈親油基,則有可能實(shí)現(xiàn)亞微米結(jié)構(gòu)的乳液聚合。另外,如果表面活性劑本身參與聚合,相當(dāng)于在聚合微球表面固定了一層親水性的膜,對(duì)乳液液滴之間的融合(這種融合是造成乳液聚合微球長(zhǎng)大的重要原因之一)起到一定的限制作用。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:本發(fā)明基于以上設(shè)想提出一種n-(n′-油酰谷胺酰胺酰)-氨基葡萄糖,其分子結(jié)構(gòu)式如下:本發(fā)明產(chǎn)品為一種具有生物相容性好、高效、無(wú)毒、可用于聚合的綠色環(huán)保的醇溶性表面活性劑,雖然在水中溶解度不太大,但仍然能夠具有表面活性。此類表面活性劑具有較好的成膜性能,性質(zhì)溫和,因其能參與到聚合反應(yīng)中,除了用于乳液聚合外,在生物功能材料中具有很好的應(yīng)用前景。本發(fā)明的另一目的是提出以上n-(n′-油酰谷胺酰胺酰)-氨基葡萄糖的制備方法。本發(fā)明包括以下步驟:1)將油酸的dmf溶液與n-羥基琥珀酰亞胺(nhs)和二環(huán)己基碳二亞胺(dcc)混合攪拌反應(yīng)一定時(shí)間后過(guò)濾,取得濾液;2)將谷胺酰胺和碳酸鉀溶解于水中,冰水浴條件下滴加上述濾液,滴加完后置于室溫下反應(yīng),制得n-?;劝孵0啡芤?;3)將n-油酰谷氨酰胺溶液的ph值調(diào)至中性后與氨基葡萄糖鹽酸鹽、碳酸氫鈉、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽混合進(jìn)行反應(yīng),生成n-(n′-油酰谷胺酰胺酰)-氨基葡萄糖粗品。本發(fā)明的反應(yīng)式如下:本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:合成反應(yīng)簡(jiǎn)單,收率高,反應(yīng)可定量。由于第一步反應(yīng)使用了含長(zhǎng)鏈脂肪酸經(jīng)活化后(形成活性酯),與谷胺酰胺偶聯(lián)后釋放出nhs,在與氨基葡萄糖偶聯(lián)時(shí)可直接加入水性縮合試劑edc(1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽)便可在水中完成反應(yīng),故第二步反應(yīng)(與氨基酸偶聯(lián))不用分離即可進(jìn)行第三步反應(yīng)(與氨基葡萄糖偶聯(lián))。這樣可實(shí)現(xiàn)一鍋法反應(yīng),大大節(jié)約反應(yīng)時(shí)間和成本。油酸活性酯與谷胺酰胺偶聯(lián)反應(yīng)所用的堿選擇碳酸鉀。這是由于碳酸鉀和谷胺酰胺的羧酸作用形成碳酸氫鉀,反應(yīng)不必另外再加堿,從而簡(jiǎn)化了工藝。在制備n-(n′-油酰谷胺酰胺酰)-氨基葡萄糖粗品時(shí),由于氨基葡萄糖鹽酸鹽中含鹽酸,故用碳酸氫鈉中和。由于反應(yīng)體系為水相的體系,采用水溶性的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽為縮合劑,可使反應(yīng)在一鍋中完成,省去了中間物分離的麻煩。通過(guò)以上工藝取得表面活性劑粗品,還可以采用以下方法取得精品:將n-(n′-油酰谷胺酰胺酰)-氨基葡萄糖粗品溶于乙醇后,再滴加到蒸餾水析出,離心取固相真空干燥,即得n-(n′-油酰谷胺酰胺酰)-氨基葡萄糖精品。附圖說(shuō)明圖1為n-(n′-油酰谷胺酰胺酰)-氨基葡萄糖紅外譜圖。如圖2為亞微米結(jié)構(gòu)聚合微球的電鏡圖。具體實(shí)施方式(1)先將0.282g(1.0mmol)油酸溶于無(wú)水dmf中,加入0.12g(1.05mmol)nhs(n-羥基琥珀酰亞胺)和0.226g(1.1mmol)二環(huán)己基碳二亞胺(dcc),攪拌反應(yīng)10~12小時(shí)后過(guò)濾,得濾液(?。?。再取谷胺酰胺0.146g(1mmol)和碳酸鉀0.138g(1mmol)溶解于適量水中,置于冰水浴中,慢慢滴加濾液(ⅰ),滴加完后置于室溫下反應(yīng)24小時(shí),制得n-?;被崛芤?。(2)以3n鹽酸調(diào)節(jié)n-油酰谷氨酰胺溶液的ph至中性,然后加入0.216g氨基葡萄糖鹽酸鹽、0.84g碳酸氫鈉、0.203gedac(1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽),于0℃至室溫下反應(yīng)24h,經(jīng)離心,得n-(n′-油酰谷胺酰胺酰)-氨基葡萄糖粗品。(3)將n-(n′-油酰谷胺酰胺酰)-氨基葡萄糖粗品溶于適量乙醇中,滴加到蒸餾水析出,離心、真空干燥即得純度較高的產(chǎn)品。(4)此法所制備的n-(n′-油酰谷胺酰胺酰)-氨基葡萄糖的紅外譜圖如圖1所示。在圖1中于3327cm-1附近的寬峰主要為氨基葡萄糖上羥基上o-h、氨基(及酰胺基)上n-h伸縮振動(dòng)峰,2926cm-1~2851cm-1附近顯出甲基及亞甲基上c-h鍵的伸縮振動(dòng)峰值,故確認(rèn)了長(zhǎng)鏈烷烴結(jié)構(gòu)的存在;1625.68cm-1處吸收是主要是羰基的伸縮振動(dòng)峰。(5)元素分析的結(jié)果經(jīng)元素分析,各元素含量為:c61.1%,h9.39%,n7.40%,o22.34%,與理論結(jié)果基本一致。可見采用本方法取得了n-(n′-油酰谷胺酰胺酰)-氨基葡萄糖。(6)目標(biāo)化合物飽和溶液中表面張力測(cè)定:將n-(n′-油酰谷胺酰胺酰)-氨基葡萄糖溶于一定量蒸餾水中,超聲0.5小時(shí),高速離心(轉(zhuǎn)速:12000r/min),取上清液測(cè)定表面張力(懸滴法)見下表:表1目標(biāo)化合物近飽和溶液的表面張力溶液濃度(近飽和)表面張力10-3n·m-10.097%41.7(7)應(yīng)用舉例:本發(fā)明可用于聚合物亞微米微球的制備,方法如下。稱量0.2973mg的egdma,8.2mgaibn,溶解于5ml乙酸乙酯中,再取60mln-(n′-油酰谷胺酰胺酰)-氨基葡萄糖近飽和水溶液,將乙酸乙酯溶液慢慢滴加到此水溶液中,通n2氣15分鐘,超聲15分鐘,置于集熱式恒溫加熱磁力攪拌器中2000r/min,60℃反應(yīng)一定時(shí)間。聚合溶液加丙酮沉淀,離心,收集沉淀,用適量乙醇懸浮后加到索氏提取器中,提取48小時(shí),得到亞微米結(jié)構(gòu)聚合微球。如圖2所示亞微米結(jié)構(gòu)聚合微球的電鏡圖,可見:此法所制備微球的粒徑在50nm~2000nm,粒徑大小差異不太大(但有一定聚集現(xiàn)象),說(shuō)明n-(n′-油酰谷胺酰胺酰)-氨基葡萄糖完全可以用于乙酸乙酯/水型乳液聚合。當(dāng)前第1頁(yè)12