CN101845003A - N-三(羟甲基)甲基-3-氨基丙磺酸化合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种N-三(羟甲基)甲基-3-氨基丙磺酸化合物及其制备方法，取三羟甲基氨基甲烷和同摩尔比的1，3-丙磺酸内酯，放入带有搅拌桨、温度计、冷凝管的500mL的四口烧瓶中，加入250～300mL C1-C8醇作为溶剂，以适当的速度搅拌混合溶解，加热反应体系至沸腾，醇经过冷凝回流；反应1～8小时后；放入冰箱冷却至0℃，过滤，滤饼即为获得的粗产品；粗产品用无水乙醇洗涤2～3次，得到白色粉末状终产品，放入烘箱在70～120℃温度下干燥20～28小时，即得本发明的N-三(羟甲基)甲基-3-氨基丙磺酸化合物。本发明的优点：合成步骤少、操作简单，产物的收率达到75％，产物的纯度≥99％。
Description
【技术领域】
本发明涉及的N-三(羟甲基)甲基-3-氨基丙磺酸是三羟甲基氨基甲烷为原料合成的一系列产物中的一种，是由1，3-丙磺酸内酯在C1-C8醇类溶剂中加热开环和三羟甲基甲烷反应合成，具体地说，是一种N-三(羟甲基)甲基-3-氨基丙磺酸化合物及其制备方法。
【背景技术】
三羟甲基氨基甲烷以及一些以三羟甲基氨基甲烷为原料合成的系列化合物如本发明所合成的N-三(羟甲基)甲基-3-氨基丙磺酸(TAPS)等正越来越广泛用于生物化学、化学和医药等方面。其中N-三(羟甲基)甲基-3-氨基丙磺酸可以作为生物酶和蛋白质等的载体以及作为某些金属离子如铒、钕等的螯合剂等。TAPS的合成工艺比较少，Mitteilung[Mitteilung；I Zeid，I.Ismail undB.Helferich.Synthese von N-substituierten Aminosulfonsauren.LeibigsAun.Chem.761.118(1972)]仅描述二个原料1，3-丙磺酸内酯和三羟甲基氨基甲烷在正丁醇反应溶剂中合成TAPS，收率65％，但收率较低，无其它工艺条件。
【发明内容】
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种N-三(羟甲基)甲基-3-氨基丙磺酸化合物及其制备方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明的目的之一是提供一种N-三(羟甲基)甲基-3-氨基丙磺酸化合物，其化学结构式为：
本发明的目的之二是提供一种N-三(羟甲基)甲基-3-氨基丙磺酸化合物的制备方法，其具体步骤为：
取三羟甲基氨基甲烷和同摩尔比的1，3-丙磺酸内酯，放入带有搅拌桨、温度计、冷凝管的500mL的四口烧瓶中，加入250～300mL C1～C8醇作为溶剂，以100～500转/分搅拌混合溶解，加热反应体系至沸腾，醇经过冷凝回流；反应1～8小时后，反应时间优选为2～4小时；放入冰箱冷却至0℃，过滤，滤饼即为获得的粗产品；粗产品用无水乙醇洗涤2～3次，得到白色粉末状终产品，放入烘箱在70～120℃温度下干燥20～28小时，干燥时间优选为24小时，即得本发明的N-三(羟甲基)甲基-3-氨基丙磺酸化合物。
与现有技术相比，本发明的积极效果是：
本发明制备工艺简单，原料易得，操作方便，且得到的产物纯度高，收率较好，溶剂可以反复回收利用可以降低成本。
本发明的合成步骤少、操作简单，产物的收率达到75％，产物的纯度≥99％。
【附图说明】
图1N-三(羟甲基)甲基-3-氨基丙磺酸结构示意图；
图2N-[三(羟甲基)甲基]氨基丙磺酸(TAPS)的HPLC分析图谱；
图3不同溶剂中合成的TAPS产品与标准品红外吸收光谱对照图；
图4TAPS晶体照片；
图5TAPS标准品与实验室合成TAPS产品的核磁共振谱图，其中，图5A为TAPS标准品图5B实验室合成TAPS产品。
【具体实施方式】
以下提供本发明一种N-三(羟甲基)甲基-3-氨基丙磺酸化合物及其制备方法的具体实施方式。
实施例1
将24.22g(0.2mol)三羟甲基氨基甲烷和24.43g(0.2mol)的1，3-丙磺酸内酯放入带有搅拌桨、温度计、冷凝管的500mL的四口烧瓶中，加入200mL左右95％醇作为溶剂，以150转/分速度搅拌混合溶解，加热反应体系至沸腾，乙醇经过冷凝回流。反应约2小时后，冷却至室温，再放入冰箱冷却至0℃或者以下，等产物充分结晶后取出过滤，滤饼即为获得的粗产品。粗产品用无水乙醇洗涤2～3次，放入烘箱在80℃温度下干燥24小时，得到白色粉末状终产品。经高效液相分析，其纯度为98.09％，收率为71.77％，熔点229.1～229.4℃。
实施例2
将24.22g(0.2mol)三羟甲基氨基甲烷和24.43g(0.2mol)的1，3-丙磺酸内酯放入带有搅拌桨、温度计、冷凝管的500mL的四口烧瓶中，加入200mL左右纯乙醇作为溶剂，以150转/分速度搅拌混合溶解，加热反应体系至沸腾，乙醇经过冷凝回流。反应约2小时后，冷却至室温，再放入冰箱冷却至0℃或者以下，等产物充分结晶后取出过滤，滤饼即为获得的粗产品。粗产品用无水乙醇洗涤2～3次，放入烘箱在75℃温度下干燥24小时，得到白色粉末状终产品36.26g，收率为74.61％，熔点229.7～230.0℃。
实施例3
将24.22g(0.2mol)三羟甲基氨基甲烷和24.43g(0.2mol)的1，3-丙磺酸内酯放入带有搅拌桨、温度计、冷凝管的500mL的四口烧瓶中，加入200mL左右正丙醇作为溶剂，以150转/分速度搅拌混合溶解，加热反应体系至沸腾，正丙醇经过冷凝回流。反应约2小时后，冷却至室温，再放入冰箱冷却至0℃或者以下，等产物充分结晶后取出过滤，滤饼即为获得的粗产品。粗产品用无水乙醇洗涤2～3次，放入烘箱在80℃温度下干燥24小时，得到白色粉末状终产品36.40g，收率为74.82％，熔点229.5～229.9℃。
实施例4
将24.22g(0.2mol)三羟甲基氨基甲烷和24.43g(0.2mol)的1，3-丙磺酸内酯放入带有搅拌桨、温度计、冷凝管的500mL的四口烧瓶中，加入200mL左右正丁醇作为溶剂，以150转/分速度搅拌混合溶解，加热反应体系至沸腾，正丁醇经过冷凝回流。反应约2小时后，冷却至室温，再放入冰箱冷却至0℃或者以下，等产物充分结晶后取出过滤，滤饼即为获得的粗产品。粗产品用无水乙醇洗涤2～3次，放入烘箱在90℃温度下干燥24小时，得到白色粉末状终产品37.07g，经高效液相分析，其纯度为99.29％，收率为76.20％，熔点229.8～229.9℃。本发明的产物的性能和结构表征：
(1)产物的纯度分析
使用Waters公司的2414型示差(RI)检测器对合成的N-三(羟甲基)甲基-3-氨基丙磺酸产物的纯度进行高效液相色谱(HPLC)分析，仪器的分析条件如下。
流动相：甲醇∶水(V∶V)＝10∶90 流速：1mL/min
色谱柱：SymmetryC18，5μm，250×4.6mm
进样量：20μL 检测温度：室温
分析结果见图2。
经分析得产品纯度在99％以上。
(2)产物表征
取标准对照品、合成样品采用红外光谱对其结构进行研究。红外图谱在美国Thermo Nicolet公司生产的MAGNA-IR 550红外光谱仪上测定，KBr压片制样。由图3可知，分别在不同溶剂中制备的N-三(羟甲基)甲基-3-氨基丙磺酸(TAPS)产品与标准品的红外吸收光谱基本上完全吻合，可知本文所合成的TAPS产品纯度较高。
(3)产物晶体结构
使用上海微图仪器科技发展有限公司所产的XSZ-306AP生物偏光显微镜，WT-MV130H高分辨率黑白数字摄像头，配合WT-MV3100图像测量软件，对产品的晶体结构进行了观察，其晶体照片如图4所示。
(4)熔点分析
将干燥的TAPS产品经碾细后，分取适量，置于内径为0.9～1.1mm，长约120mm的玻璃毛细管中。采用毛细管法记录待测样品在毛细管内开始局部液化时的初熔温度及全部熔化时的终熔温度，重复测试两至三次，即得到样品的熔程。经测试TAPS产品的熔点为229.8～229.9℃。
(5)核磁共振分析
采用BRUCKER核磁共振仪分析TAPS产品与标准样品的核磁共振图谱。结果如图5A和5B所示。由图可见，实验室合成样品和标准样品的核磁共振谱图结构完全一致。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围内。
Claims (4)
1.一种N-三(羟甲基)甲基-3-氨基丙磺酸化合物，其特征在于，化学结构式为：
2.一种N-三(羟甲基)甲基-3-氨基丙磺酸化合物的制备方法，其特征在于，具体步骤为：取三羟甲基氨基甲烷和同摩尔比的1，3-丙磺酸内酯，放入带有搅拌桨、温度计、冷凝管的500mL的四口烧瓶中，加入250～300mL C1～C8醇作为溶剂，以100～500转/分搅拌混合溶解，加热反应体系至沸腾，醇经过冷凝回流；反应1～8小时后；放入冰箱冷却至0℃，过滤，滤饼即为获得的粗产品；粗产品用无水乙醇洗涤2～3次，得到白色粉末状终产品，放入烘箱在70～120℃温度下干燥20～28小时，即得N-三(羟甲基)甲基-3-氨基丙磺酸化合物。
3.如权利要求2所述的一种N-三(羟甲基)甲基-3-氨基丙磺酸化合物的制备方法，其特征在于，所述的反应时间为2～4小时。
4.如权利要求2所述的一种N-三(羟甲基)甲基-3-氨基丙磺酸化合物的制备方法，其特征在于，所述的干燥时间为24小时。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20100929 |