2,5-二羧酸甲酯3,4-二酚鈉噻圍巖酚鈉噻轍的應(yīng)用

2,5-二羧酸甲酯3,4-二酚鈉噻圍巖酚鈉噻轍的應(yīng)用

1在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用2、5-二羧酸甲酯-3和4-二羧酸鈉-2是制備聚乙二醇二氧基丙烯酸酯（pedt）的中間。由于其特殊的電、光功能，聚乙二醇二氧基苯乙烯酸酯獲得了廣泛的應(yīng)用前景。此外有人用2,5-二羧酸甲酯-3,4-二酚鈉噻吩在老鼠身上做了實驗,表現(xiàn)出極高的抗癌活性,在醫(yī)藥領(lǐng)域中具有廣泛的用途。因此,2,5-二羧酸甲酯-3,4-二酚鈉噻吩的合成具有重要意義,筆者對2,5-二羧酸甲酯-3,4-二酚鈉噻吩的合成技術(shù)作了一些探討。2實驗部分2.1zk-84b材料主要儀器:DF101B型集熱式恒溫磁力攪拌器,PE-1710型傅立葉變換紅外光譜儀,ZK-82B型電熱真空干燥箱,SRJX-4-9箱型電阻爐(馬弗爐),PHS-3C精密pH計,PE-2400型CHN元素分析儀。主要試劑:乙醚(CP),硫代二甘酸,甲醇,濃硫酸,磷鎢酸,飽和碳酸氫鈉,無水硫酸鎂,電石均為分析純試劑。2.2實驗方法和步驟2,5-二羧酸甲酯-3,4-二酚鈉噻吩的合成路線如下:2.2.1冷卻、萃取有機溶劑制備在250ml平底燒瓶中加入硫代二甘酸10g,一定量的甲醇,使用磁力攪拌器,邊攪拌邊緩慢滴加一定量催化劑,反應(yīng)器加熱至沸騰溫度,回流一定時間。冷卻反應(yīng)物,倒入60ml水中,再用100ml乙醚萃取。棄去無機層,用飽和碳酸氫鈉溶液中和調(diào)pH=7。然后將有機層倒入錐形瓶中加入無水MgSO4作干燥劑,干燥過夜。過濾得到的濾液,用旋轉(zhuǎn)汽化器風干水分后,先將其常壓蒸餾,蒸出乙醚,然后再減壓蒸餾,收集沸點為172～176℃/133kPa的餾分。2.2.2硫代二甘酸酯溶液配制將8.1g硫代二甘酸酯和14g草酸二乙酯,一并加入到50ml甲醇中,混合均勻。接著將12g甲醇鈉和75ml甲醇混合后,倒入三口瓶中。然后將硫代二甘酸酯混合液在0℃以下滴加入三口瓶。滴加完畢后,加熱回流1h。抽濾,真空干燥得產(chǎn)品。將產(chǎn)品進行紅外光譜分析和元素分析。3結(jié)果與討論3.1工藝2對產(chǎn)品收率的影響稱取10g硫代二甘酸,量取80ml甲醇,以8ml濃硫酸作催化劑,無水硫酸鈉作脫水劑,其它實驗操作完全相同。工藝1是將脫水劑置于反應(yīng)容器內(nèi)。工藝2是將脫水劑置于反應(yīng)器外。使用無水Na2SO4為脫水劑時,采用工藝1和工藝2,產(chǎn)品收率分別為44.5%和64.3%。在工藝1中,酯化反應(yīng)生成的水需要較長時間才能與脫水劑無水Na2SO4結(jié)合生成結(jié)晶水,且生成的Na2SO4·10H2O在48℃左右又可失水。而工藝2則可以使反應(yīng)生成的水及時被蒸發(fā)出來,接著被冷凝,冷凝后的水在反應(yīng)器外與無水Na2SO4結(jié)合,這樣既保證了有足夠長的時間形成結(jié)晶水,又避免了Na2SO4·10H2O在高溫下失水,因而工藝2的收率較高。如果采用工藝1以CaC2作脫水劑,CaC2吸水后變成漿糊,使產(chǎn)物難以分離,故宜采用工藝2。3.2原料用量比對酯化反應(yīng)收率的影響實驗步驟一是酯化反應(yīng),它是一個可逆過程。若要提高酯化產(chǎn)率,可以從兩個方面入手即移走反應(yīng)生成的水和保證反應(yīng)物過量。反應(yīng)物配比與收率的關(guān)系如下:由結(jié)果可以看出,酯化反應(yīng)的收率隨甲醇的用量呈現(xiàn)遞增的趨勢,但是超過一定量后其收率不再增加。原因是甲醇不僅可以作為反應(yīng)物,而且還是溶劑,同時脫水劑亦會吸收一些。因此甲醇的用量越大,反應(yīng)收率應(yīng)該越好。但是,也需考慮到反應(yīng)容器的載荷量以及原料的浪費等問題,選擇最合適的原料用量比。表中數(shù)據(jù)說明,該實驗最合適的物料比為甲醇∶硫代二甘酸=80ml∶10g。3.3水劑的脫水效果在相同的物料配比及同樣的操作方式下,采用不同性質(zhì)的脫水劑,可以得到不同的收率,實驗結(jié)果如下所示:脫水劑有酸堿之分。從結(jié)果可以看出,堿性脫水劑的脫水效果最好,其次是酸性的脫水劑,再次是中性的脫水劑,最差的是依靠物理吸附的分子篩。由上文所述的理由,堿性脫水劑與水化合成新的穩(wěn)定的化合物,從根本上除去了反應(yīng)生成的水;酸性脫水劑由于其呈酸性,促使了整個反應(yīng)體系向生成酯的方向進行,中性脫水劑與水結(jié)合成晶體,而晶體易失水;分子篩則是由于其本身的結(jié)構(gòu)可以很快的吸水,同時也可很快的脫水,因而不可取。綜合上述分析以及表中的數(shù)據(jù),該實驗宜采用堿性的CaC2作脫水劑。3.4溫度對酯化反應(yīng)收率的影響在其它的實驗條件相同的情況下,改變反應(yīng)溫度,實驗溶液溫度對反應(yīng)收率的影響如下:在小于64.7℃下,該酯化反應(yīng)的收率隨著溫度上升,幾乎呈線性增加,其收率在溫度為64.7℃時達最大。因為甲醇既是溶劑又是反應(yīng)原料,而甲醇的沸點是64.7℃,即在回流的狀態(tài)下反應(yīng),產(chǎn)物收率最高。3.5酯化收率的提高實驗初期,使用濃硫酸做催化劑,在其它條件不變的情況下,平均收率一直停留在75%左右。隨著實驗條件的不斷改進,選用了酸性更強的磷鎢酸,酯化收率有了突破性的提高。保持其它條件不變(均用電石作脫水劑),催化反應(yīng)時間8h,催化劑對反應(yīng)收率影響結(jié)果如下:采用磷鎢酸作催化劑,反應(yīng)收率達到94.3%。3.6催化反應(yīng)時間制約反應(yīng)時間的關(guān)鍵因素是催化劑的種類和用量。使用濃硫酸作催化劑的反應(yīng)時間是16h,而采用了磷鎢酸后,實驗結(jié)果證實催化反應(yīng)時間是8h,此時平均收率可達94%左右。3.7最佳反應(yīng)條件的確定根據(jù)以上試驗,可以得出優(yōu)惠酯化反應(yīng)條件為:反應(yīng)原料配比80ml甲醇/硫代二甘酸10g,脫水劑為電石,催化劑為磷鎢酸,反應(yīng)溫度64.7℃,反應(yīng)時間8h。依據(jù)最佳反應(yīng)條件進行復(fù)證實驗,酯化收率可達95.5%。將在該實驗條件下所得的產(chǎn)品做紅外光譜分析,確定該反應(yīng)產(chǎn)物是硫代二甘酸二甲酯。3.8雙酰胺反應(yīng)條件選擇1)在合成過程中,水對反應(yīng)產(chǎn)物影響顯著。實驗證實,當有水存在時,由于醇鈉易水解,得到的產(chǎn)物是2,5-二羧酸甲酯-3,4-二醇噻吩,而非想要的鈉鹽。2)該反應(yīng)是放熱過程,因此,實驗必需在低溫下進行(0～10℃),操作過程中應(yīng)緩慢將草酸二乙酯和硫代二甘酸二甲酯的甲醇混合溶液滴加到甲醇鈉溶液中去。如果嚴格控制反應(yīng)條件,該步反應(yīng)產(chǎn)率可達90%。產(chǎn)品顏色為淡黃色粉末。產(chǎn)品經(jīng)紅外光譜檢測,所得圖譜分析如后。3.9產(chǎn)品分析3.9.1基類化合物基的表達各基團的吸收頻率帶如下:硫醚S-CH2:此外,所有種類物質(zhì)在1350～1050cm-1之間均有吸收峰。S(CH2COOCH3)2紅外檢測數(shù)據(jù):3458.8cm-1處有羰基(C=O)伸縮振動的倍頻吸收峰;1732.56cm-1處有酯中羰基(C=O)的伸縮振動的吸收峰;2982cm-1處有-O-CH3的吸收峰;1436.16cm-1處有硫醚的吸收峰。2,5-二羧酸甲酯-3,4-二酚鈉噻吩的紅外數(shù)據(jù):1724.44cm-1處有吸收峰,1532.67cm-1處有HOCOOH的吸收峰值,2954.74cm-1處有中的碳氧鍵的吸收峰值,3439.95cm-1處有-O-H(Na)的吸收峰。3.9.2-二羧酸-3.4-二酚鈉噻吩S(CH2COOCH3)2的實驗值:C為40.6%,H為5.7%;理論值:C為40.4%,H為5.6%2.5-二羧酸-3.4-二酚鈉噻吩:實驗值:C:35.0%,H:2.4%;理論值:C:34.8%;H:2.3%。由以上分析數(shù)據(jù)說明實驗制備出來的物質(zhì)是實驗?zāi)康漠a(chǎn)物。4硫代二甘酸二甲酯合成的初步篩選1)采用磷鎢酸作催化劑,電石為脫水劑的最佳酯化條件是:反應(yīng)溫度80℃,反應(yīng)時間8h,反應(yīng)配比是80ml/硫代二甘酸10g,采用工藝2。該實驗條件下,硫代二甘酸合成硫代二甘酸二甲酯的平