口腔粘接剂甲基丙烯酰癸基二氢磷酸酯的合成方法
【专利摘要】本发明提供了甲基丙烯酰癸基二氢磷酸酯的合成方法，包括中间体甲基丙烯酸10-羟癸酯的制备，甲基丙烯酰癸基二甲氧基磷酸酯的制备，最后得到目标物。在单酯合成过程中，首次采用无溶剂减压蒸馏的方法，避免了使用有机溶剂带来的环境污染问题，同时降低了成本，未反应原料可回收利用；在磷酰化方法上，首次采用亚磷酸三甲酯作为酰化试剂，室温反应，条件温和，降低能耗，避免了三氯氧磷等酰化剂引起的环境污染，未反应原料甲基丙烯酸10-羟癸酯可回收利用；水解后处理采用冻干的方法，避免了柱层析的繁复操作和有机溶剂的大量使用，成本更低，环境更为友好，反应条件更为温和，产品收率高达87.0%，并且纯度较高，更宜工业化生产。
【专利说明】口腔粘接剂甲基丙烯酰癸基二氢磷酸酯的合成方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及口腔粘接剂甲基丙烯酰癸基二氢磷酸酯（MDP)的合成方法，特别是以 亚磷酸三甲酯为磷酰化试剂的合成方法。
【背景技术】
[0002] 甲基丙烯醜癸基二氢憐酸酯（l〇-methacryloyloxydecyl dihydrogen phosphate，MDP)是目前广泛应用的自酸蚀口腔粘接剂中的粘合单体，对金属有良好的粘 接性能，可以与镍、铬、钴等金属氧化层产生化学键，其分子中的磷酸单酯基团可与牙齿中 的钙离子形成稳定的络合物，也可与胶原蛋白形成氢键，即与牙釉质，牙本质，各种牙科合 金及牙科陶瓷都具有良好的粘接性能。
[0003] 国内外对甲基丙烯酰癸基二氢磷酸酯及其同系物的研究大多集中在其粘接性 能上，如在国内，刘小青，陈治清等人[1]研究了有机磷酸双酯（DPR) 口腔粘接剂。在专利 CN1683376A中，发明的是一种含有甲基丙烯酸酯结构的磷酸单酯，该磷酸单酯是用甲基丙 烯酸与1，10-癸二醇制备单酯，单酯和用五氧化二磷和85%的磷酸制得的多聚磷酸反应制 备磷酸单酯，将磷酸单酯皂化生成盐型磷酸单酯等。在专利CN 1146332A中，发明的是由 糊剂和液剂两组份构成的非调和型口腔粘接剂。糊剂中含双甲基丙烯酸酯单体、填料及还 原剂；液剂中含双甲基丙烯酸酯单体、丙烯酸酯预聚物单体、粘接性单体、氧化剂及阻聚剂。 2008年，刘炼等人 [2]对甲基丙烯酰癸基二氢磷酸酯的合成方法做了具体研究，成果发表在 《生物医学工程学》杂志上：以α -甲基丙烯酸、1，10-癸二醇为原料，对甲苯磺酸为催化剂， 合成前体甲基丙烯酸10-羟癸酯；以三氯氧磷为磷酰化试剂，环己烷、四氢呋喃为溶剂磷酰 化甲基丙烯酸10-羟癸酯，但各步产率均未见报道。
[0004] 在国外，Yoshida等人[3]研究了甲基丙烯酰癸基二氢磷酸酯及另一种口腔粘接剂 4_甲基丙烯酰氧基偏苯三酸（4-MET)与脱矿后残余的羟基磷灰石的粘接性能，证实甲基丙 烯酰癸基二氢磷酸酯有更高的剪切力。Adebayo等人 [4]通过电子扫描电镜观察粘接界面 形态的方法，验证了甲基丙烯酰癸基二氢磷酸酯的粘接机理，并客观证实了其作为口腔粘 接剂的有效性。2008年，Koji [5]将甲基丙烯酰癸基二氢磷酸酯作为主要成分申报了一种新 的口腔粘接剂，同为Kuraray公司旗下产品。（参考文献：[1]刘小青，陈治清，管利民，李 建，DPR 口腔粘接剂粘接性能的研究[J].华西口腔医学杂志，1997, 2:86。
[0005] [2]刘炼，刘慧，李鑫，张春庆，口腔粘接新型材料--磷酸二氢（甲基丙烯 酰氧癸）酯的合成与应用[J]，生物医学工程学杂志，2008,25(2):454. [3] Yoshida， Y. Nagakane, K. Fukuda，R. Nakayama，Y. Okazaki, M. Shintani，H. Inoue， S. Tagawa，Y. Suzuki, K. De Munck，J. Van Meerbeek B. Comparative Study on Adhesive Performance of Functional Monomers[J]. J Dent Res 2004,83(6):454.
[4] Adebayo, 0. A. Burrow， Tyas, M. F. M. J. Resin - dentine interfacial morphology following CPP - ACP treatment J Dent 2010(38): 96. [5] Koji Sode, JP2008001624.)。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是提供一种口腔粘接剂甲基丙烯酰癸基二氢磷酸酯（MDP)的合成方 法。
[0007] 本发明磷酸二氢酯的制备方法包括以下步骤和条件： 所述的甲基丙烯酰癸基二氢磷酸酯（MDP)的分子结构式如下：
【权利要求】
1. 一种口腔粘接剂甲基丙烯酰癸基二氢磷酸酯的合成方法，所述的甲基丙烯酰癸基二 氢磷酸酯的分子结构式如下：
其特征在于，其步骤和条件如下： (1) 中间体甲基丙烯酸10-羟癸酯的制备：在反应器中，加入原料甲基丙烯酸与1， 10-癸二醇，两者的摩尔比为1 :1. 1 ;催化剂对甲苯磺酸，阻聚剂对苯二酚；催化剂占原料总 质量的1. 0%?5. 0%，阻聚剂占原料总质量的0. 9%，反应温度为80°C?85°C，反应时间为 6?10h，通过减压蒸馏装置进行无溶剂直接减压蒸馏，反应结束后，按甲基丙烯酸与CH 2C12 的摩尔比为1:50加入α^α2稀释所得产物，再用质量浓度为5%的NaHC03水溶液洗至中性， 再用蒸馏水洗涤3次，无水MgS0 4干燥，经硅胶柱纯化，得到甲基丙烯酸10-羟癸酯； (2) 甲基丙烯酰癸基二甲氧基磷酸酯的制备：按甲基丙烯酸10-羟癸酯与催化剂CBr4 的摩尔比1:1. 1，把两者加入三口反应器中，冰水浴，N2保护，按甲基丙烯酸10-羟癸酯与吡 啶的摩尔比1:11加入吡啶后，按甲基丙烯酸10-羟癸酯与亚磷酸三甲酯的摩尔比1: 1. 2， 将亚磷酸三甲酯滴加到三口反应器中，滴加速率为0. 1 mL/min，滴加完毕后，撤掉冰水浴， 室温下反应5?8h，反应结束后，按甲基丙烯酸10-羟癸酯与乙酸乙酯的摩尔比为1:62加 入乙酸乙酯稀释所得产物，再用体积浓度为5%的HC1溶液洗涤，合并有机相后，分别经饱和 NaHC03、NaCl溶液洗涤，无水MgS04干燥，经硅胶柱纯化，得到甲基丙烯酰癸基二甲氧基磷酸 醋； (3) 甲基丙烯酰癸基二氢磷酸酯的制备：在三口反应器中加入步骤（2)所得到的产物 甲基丙烯酰癸基二甲氧基磷酸酯与无水CH2C1 2， 两者的摩尔比为1:70, N2保护，室温下，按甲基丙烯酰癸基二甲氧基磷酸酯与三甲基溴 硅烷的摩尔比为1 :1. 5?3. 3,将三甲基溴硅烷滴加到三口反应器中，滴加速率为0. 1 mL/ min，按甲基丙烯酰癸基二甲氧基磷酸酯与烯丙基三甲基溴硅烷的摩尔比为1 :0. 6?1. 5， 再将烯丙基三甲基溴硅烷滴加到三口反应器中，滴加速率为〇. 1 mL/min，滴加完毕后，室温 下反应24?30h，用旋转蒸发仪除去溶剂，按甲基丙烯酰癸基二甲氧基磷酸酯与蒸馏水的 摩尔比为1 :8. 4,在蒸馏水中，室温下搅拌10?30min，用NH4HC03中和后，再用CHC13萃取， 水相合并后用冻干机冻干，得到白色粉末甲基丙烯酰癸基二氢磷酸酯。
2. 如权利要求1所述的一种口腔粘接剂甲基丙烯酰癸基二氢磷酸酯的合成方法，其 特征在于，所述的（1)中间体甲基丙烯酸10-羟癸酯的制备：加入原料甲基丙烯酸与1， 10-癸二醇，两者的摩尔比为1.0 :1. 1 ;催化剂对甲苯磺酸占原料总质量的1.4%，阻聚剂对 苯二酚占原料总质量的0. 9%，反应温度为80°C，反应时间为6h ; (2) 甲基丙烯酰癸基二甲氧基磷酸酯的制备：撤掉冰水浴，室温下反应5h ; (3) 甲基丙烯酰癸基二氢磷酸酯的制备：室温下，按甲基丙烯酰癸基二甲氧基磷酸酯与 三甲基溴硅烷的摩尔比为1 :1. 5将三甲基溴硅烷滴加到三口烧瓶中，按甲基丙烯酰癸基二 甲氧基磷酸酯与烯丙基三甲基溴硅烷的摩尔比为1 :0.6再将烯丙基三甲基溴硅烷滴加到 三口烧瓶中，滴加完毕后，室温下反应24h，在蒸馏水中，室温下搅拌lOmin。
3. 如权利要求1所述的一种口腔粘接剂甲基丙烯酰癸基二氢磷酸酯的合成方法，其 特征在于，所述的（1)中间体甲基丙烯酸10-羟癸酯的制备：催化剂对甲苯磺酸占原料总质 量的2. 1%，阻聚剂对苯二酚占原料总质量的0. 9%，反应温度为80°C ; (2) 甲基丙烯酰癸基二甲氧基磷酸酯的制备：室温下反应5h ; (3) 甲基丙烯酰癸基二氢磷酸酯的制备：室温下，按甲基丙烯酰癸基二甲氧基磷酸酯与 三甲基溴硅烷）的摩尔比为1 :3. 0,将三甲基溴硅烷滴加到三口烧瓶中，按甲基丙烯酰癸基 二甲氧基磷酸酯与烯丙基三甲基溴硅烷的摩尔比为1 :1，再将烯丙基三甲基溴硅烷滴加到 三口烧瓶中，滴加完毕后，室温下反应24h。
4. 如权利要求1所述的一种口腔粘接剂甲基丙烯酰癸基二氢磷酸酯的合成方法，其 特征在于，所述的（1)中间体甲基丙烯酸10-羟癸酯的制备：催化剂对甲苯磺酸，阻聚剂对 苯二酚；催化剂对甲苯磺酸占原料总质量的5. 0%，阻聚剂对苯二酚占原料总质量的0. 9% ; (2) 甲基丙烯酰癸基二甲氧基磷酸酯的制备：室温下反应5h ; (3) 甲基丙烯酰癸基二氢磷酸酯的制备：按甲基丙烯酰癸基二甲氧基磷酸酯与三甲基 溴硅烷的摩尔比为1 :3. 3,将三甲基溴硅烷滴加到三口烧瓶中，按甲基丙烯酰癸基二甲氧 基磷酸酯与烯丙基三甲基溴硅烷的摩尔比为1 :1. 5,再将烯丙基三甲基溴硅烷滴加到三口 烧瓶中，滴加完毕后，室温下反应24h。
5. 如权利要求1所述的一种口腔粘接剂甲基丙烯酰癸基二氢磷酸酯的合成方法，其 特征在于，所述的（1)中间体甲基丙烯酸10-羟癸酯的制备：催化剂对甲苯磺酸占原料总 质量的1. 4%，阻聚剂对苯二酚占原料总质量的0. 9%，反应温度为83°C，反应时间为8h ; (2) 甲基丙烯酰癸基二甲氧基磷酸酯的制备：室温下反应7h ; (3) 甲基丙烯酰癸基二氢磷酸酯的制备：室温下，按甲基丙烯酰癸基二甲氧基磷酸酯与 三甲基溴硅烷的摩尔比为1 :1. 5,将三甲基溴硅烷滴加到三口烧瓶中，滴加速率为0. 1 mL/ min，按甲基丙烯酰癸基二甲氧基磷酸酯与烯丙基三甲基溴硅烷的摩尔比为1 :0. 6,再将烯 丙基三甲基溴硅烷滴加到三口烧瓶中，滴加完毕后，室温下反应26h，在蒸馏水中，室温下搅 拌 20min。
6. 如权利要求1所述的一种口腔粘接剂甲基丙烯酰癸基二氢磷酸酯的合成方法，其特 征在于，所述的（1)中间体甲基丙烯酸10-羟癸酯的制备：催化剂对甲苯磺酸占原料总质 量的2. 1%，阻聚剂对苯二酚占原料总质量的0. 9%，反应温度为83°C，反应时间为8h ; (2) 甲基丙烯酰癸基二甲氧基磷酸酯的制备：室温下反应7h ; (3) 甲基丙烯酰癸基二氢磷酸酯的制备：室温下，按甲基丙烯酰癸基二甲氧基磷酸酯与 三甲基溴硅烷的摩尔比为1 :3. 0,将三甲基溴硅烷滴加到三口烧瓶中，按甲基丙烯酰癸基 二甲氧基磷酸酯与烯丙基三甲基溴硅烷的摩尔比为1 :1，再将烯丙基三甲基溴硅烷滴加到 三口烧瓶中，滴加完毕后，室温下反应26h，在蒸馏水中，室温下搅拌20min。
7. 如权利要求1所述的一种口腔粘接剂甲基丙烯酰癸基二氢磷酸酯的合成方法，其特 征在于，所述的（1)中间体甲基丙烯酸10-羟癸酯的制备：催化剂对甲苯磺酸占原料总质 量的5. 0%，阻聚剂对苯二酚占原料总质量的0. 9%，反应温度为83°C，反应时间为8h ; (2) 甲基丙烯酰癸基二甲氧基磷酸酯的制备：室温下反应7h ; (3) 甲基丙烯酰癸基二氢磷酸酯的制备：室温下，按甲基丙烯酰癸基二甲氧基磷酸酯与 三甲基溴硅烷的摩尔比为1 :3. 3,将三甲基溴硅烷滴加到三口烧瓶中，滴加速率为0. 1 mL/ min，按甲基丙烯酰癸基二甲氧基磷酸酯与烯丙基三甲基溴硅烷的摩尔比为1 :1. 5,再将烯 丙基三甲基溴硅烷滴加到三口烧瓶中，滴加速率为0. 1 mL/min，滴加完毕后，室温下反应 26h，在蒸馈水中，室温下搅拌20min。
8. 如权利要求1所述的一种口腔粘接剂甲基丙烯酰癸基二氢磷酸酯的合成方法，其特 征在于，所述的（1)中间体甲基丙烯酸10-羟癸酯的制备：催化剂对甲苯磺酸占原料总质 量的1. 4%，阻聚剂对苯二酚占原料总质量的0. 9%，反应温度为85°C，反应时间为10h ; (2) 甲基丙烯酰癸基二甲氧基磷酸酯的制备：室温下反应8h ; (3) 甲基丙烯酰癸基二氢磷酸酯的制备：室温下，按甲基丙烯酰癸基二甲氧基磷酸酯与 三甲基溴硅烷的摩尔比为1 :1. 5,将三甲基溴硅烷滴加到三口烧瓶中，滴加速率为0. 1 mL/ min，按甲基丙烯酰癸基二甲氧基磷酸酯与烯丙基三甲基溴硅烷的摩尔比为1 :0. 6,再将烯 丙基三甲基溴硅烷滴加到三口烧瓶中，滴加完毕后，室温下反应30h，在蒸馏水中，室温下搅 拌 30min。
9. 如权利要求1所述的一种口腔粘接剂甲基丙烯酰癸基二氢磷酸酯的合成方法，其特 征在于，所述的（1)中间体甲基丙烯酸10-羟癸酯的制备：催化剂对甲苯磺酸占原料总质 量的2. 1%，阻聚剂对苯二酚占原料总质量的0. 9%，反应温度为85°C，反应时间为10h ; (2) 甲基丙烯酰癸基二甲氧基磷酸酯的制备：室温下反应8h ; (3) 甲基丙烯酰癸基二氢磷酸酯的制备：室温下，按甲基丙烯酰癸基二甲氧基磷酸酯与 三甲基溴硅烷的摩尔比为1 :3. 0,将三甲基溴硅烷滴加到三口烧瓶中，滴加速率为0. 1 mL/ min，按甲基丙烯酰癸基二甲氧基磷酸酯与烯丙基三甲基溴硅烷的摩尔比为1 :1，再将烯丙 基三甲基溴硅烷滴加到三口烧瓶中，滴加完毕后，室温下反应30h，在蒸馏水中，室温下搅拌 30min〇
10. 如权利要求1所述的一种口腔粘接剂甲基丙烯酰癸基二氢磷酸酯的合成方法，其 特征在于，所述的（1)中间体甲基丙烯酸10-羟癸酯的制备：催化剂对甲苯磺酸占原料总 质量的5. 0%，阻聚剂对苯二酚占原料总质量的0. 9%，反应温度为85°C，反应时间为10h ; (2) 甲基丙烯酰癸基二甲氧基磷酸酯的制备：室温下反应8h ; (3) 甲基丙烯酰癸基二氢磷酸酯的制备：室温下，按甲基丙烯酰癸基二甲氧基磷酸酯与 三甲基溴硅烷的摩尔比为1 :3. 3,将三甲基溴硅烷滴加到三口烧瓶中，滴加速率为0. 1 mL/ min，按甲基丙烯酰癸基二甲氧基磷酸酯与烯丙基三甲基溴硅烷的摩尔比为1 :1. 5,再将烯 丙基三甲基溴硅烷滴加到三口烧瓶中，滴加完毕后，室温下反应30h，在蒸馏水中，室温下搅 拌 30min。
【文档编号】C07F9/09GK104151350SQ201410403606
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年8月18日 优先权日:2014年8月18日
【发明者】石富强, 和翠红, 吴广峰, 张龙 申请人:长春工业大学