不同摩尔取代度的羟乙基芦丁的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及不同摩尔取代度的羟乙基芦丁的制备方法。
【背景技术】
[0002]羟乙基化反应是在有机化合物具有强亲核作用的原子上引入一个乙基醇的一个Williamson反应。具有强吸电子集团的胺类，醇类，羧基，硝基，腈基，三氟甲基等在强碱催化剂作用下形成氮负离子，氧负离子，碳负离子等强亲核作用的离子在与醚化剂反应生成R-NH-CH2CH2-OH, R-O-CH2CH2-OH, R-CH (CF3) CH2CH2OH此类化合物。在原有化合物中延长碳链形成多两个碳原子的醇，还可在反应中，芦丁上的羟基(-0H)被羟乙基(-OCH2CH2OH)取代，并与已取代基团上的羟基发生链型聚合反应。从理论上来说，当-OH接到每一个单元上以后，它们可以利用末端生成作用继续与环氧乙烷发生反应，只要有环氧乙烷，这个反应就将永远继续下去，理论上讲是没有止境的。然后醇可以氧化成醛成羧酸，或消除成烯烃，取代成卤代烃等等进行更多的后续反应。
[0003]芦丁的羟乙基化反应是在有碱性催化剂存在的条件下，由芦丁和醚化剂反应制得。其化学反应基于结构单元上四个羟基中的活泼氧原子，由于结构环上位置的不同，四个氢原子的反应活性也有差异。不同阶段生成不同产物。摩尔取代度:每一个酚羟基结合了多少个羟乙基分子，是指多少平均醚化剂分子已与每一个酚羟基产生反应，当-OH —旦接连到每个酚羟基后，它可以藉末端生成作用继续与添加基团发生反应。只要存在醚化剂，这种反应还可继续下去，理论上讲它是无止境的。由于侧链的形成，DS值小于MS值，而使羟乙基芦丁具有不同的溶解性能。羟乙基(-OCH2CH2OH)不但取代底物上的羟基(-0H)，并与已取代基团中的羟基发生聚合链型反应。
[0004]芦丁与氯乙醇的反应的关键是要有足够的芦丁活性中心，才能保证反应的顺利进行。芦丁与醚化剂的反应还有许多问题有待于研宄:如反应的机理，反应的动力学，结构与物性的关系等。醚化剂不论在催化剂是酸或碱的存在下都可以与芦丁反应生产羟乙基芦丁，但一般均是在碱存在下反应，在反应中，芦丁上的羟基(-0H)被羟乙基(-OCH2CH2OH)取代，并与已取代基团上的羟基发生链型聚合反应。从理论上来说，当-OH接到每一个单元上以后，它们可以利用末端生成作用继续与羟乙基发生反应，只要有羟乙基，这个反应就将永远继续下去，理论上讲是没有止境的。因此，羟乙基化反应并不直接消耗氢氧化钠，反应的第一步是醚化剂对芦丁酚羟基的加成反应，第二步是进一步对所生成的羟乙基芦丁进行加成所引起的增长反应。其反应如下各式:
[0005]C27H26O12 (OH) 4+CH3CH20HCl …-C27H26O12 (OH) 3 (OCH2CH2OH)
[0006]C27H26O12 (OH) 4+2CH3CH20HCl …-C27H26O12 (OH) 3 (OCH2CH2OH) 2
[0007]C27H26O12 (OH) 4+3CH3CH20HCl …-C27H26O12 (OH) 3 (OCH2CH2OH) 3
[0008]C27H26O12 (OH) 4+4CH3CH20HCl …-C27H26O12 (OH) 3 (OCH2CH2OH) 4
[0009]C27H26O12 (OH) 4+nCH3CH20HCl …-C27H26O12 (OH) 3 (OCH2CH2OH) n
[0010]摩尔取代度的测定方法很多，最简单的是称重法，但准确性较差，现在测定摩尔取代度都采用Morgon法，它是先将样品用恒沸的氢碘酸处理，分解羟乙基芦丁而得到乙基碘和乙稀。
[0011]Κιι??η-0(:Η2(:Η20Η+2ΗΡ..-Κιι??η+Ι(:ΙΙ2(:Η2Ι+2Η20
[0012]ICH2CH21...-CH2= CH 2+12
[0013]ICH2CH2I+HI …-CH3CH2I+I2
[0014]CH2= CH 2+H1...-CH3CH2I
[0015]在测试时，先在50ml反应瓶中按下列对照数据称取样品。预计摩尔取代度称取烘干样品质量/g，乙基碘和乙烯分别吸收于AgNO3和溴的标准溶液中，未反应的试剂分别用NH4CN和Na2S2O3滴定，乙基碘和乙烯的总物质的量相当于次二氧基(-OCH2CH2O)数。该法仅表示曾与芦丁反应的醚化剂的总量。
[0016]目前，文献报道的只有三羟乙基芦丁的制备方法，大致有有气相法和液相法，溶媒法等工艺路线。气相法在反应过程中不加添加剂和稀释剂，芦丁和醚化剂在气相中反应。直接气固法指将芦丁与醚化剂在低温下直接反应得到低黏产品；真空气固法是将芦丁放入反应器抽真空、充氮后在低温下与醚化剂反应，得到产品。气固法的特点是过程简单，醚化剂消耗大、产品均匀性差且成本高。气相法醚化剂消耗大，成本高，目前已趋向淘汰。液相法是在稀释剂的存在下进行反应，常用的稀释剂有丙酮、异丙醇、叔丁醇、1，2_ 二甲氧基乙烷或它们的混合物，或者低级烃和少量低级醇的混合物等。产品在稀释剂中可保持不溶解，在稀释剂存在下，与醚化剂在低温下反应，得到粗品。溶媒法是指芦丁的醚化反应在有机溶剂的介质中进行。常用的有机溶剂有质子型的甲醇、乙醇和异丙醇等，非质子型的苯、甲苯和丙酮等。溶媒法适于制备较高取代度的产品。这几种路线各有利弊，如气相法工艺简单，操作方便，但醚化剂消耗量大，液相法增加了稀释剂的回收工艺，因此设备投资多，工序较复杂，但醚化剂消耗量低。超声波作为一种新的能量形式用于有机化学反应，不仅使很多以往不能进行或难以进行的反应得以顺利进行，而且它作为一种方便、迅速、有效、安全的合成技术大大优越于传统的搅拌、外加热方法。实验结果表明，在羟乙基芦丁的合成过程中使用超声波，反应时间缩短了近1/2，而且反应条件简单，易于工业化生产。
[0017]作为不同摩尔取代度的羟乙基芦丁的制备，目前还末有文献报道，本发明通过不同的醚化剂用量不同的反应时间得到到不同摩尔取代度的羟乙基芦丁，得到用于不同用途的广品。
【发明内容】
[0018]本发明旨在提供一种不同摩尔取代度的羟乙基芦丁的制备方法。
[0019]本发明的技术解决方案是:
[0020]不同摩尔取代度的羟乙基芦丁的制备方法，包括如下步骤:
[0021](I)芦丁非晶化，将NFll版芦丁超微粉碎，粉碎至5?20 μ m。
[0022](2)芦丁在碱性溶液中碱化，以pH值为9?13的氢氧化钠或氢氧化钾溶液为碱化剂，在30?45°C温度下搅拌碱化30?70min。
[0023](3)碱化后的芦丁醚化反应，醚化剂为氯乙醇，四羟基乙基乙二胺，乙二醇碳酸酯，羟乙基乙二胺和环氧乙烷中之一。反应温度65?85 °C，反应时间30?60min，醚化剂用量为原料的5?10%，得到摩尔取代度为0.3?0.6的碱可溶物；醚化剂用量为原料的15?30%，反应时间60?80min，得到摩尔取代度为0.5?0.8，为透明液体；醚化剂用量为原料的35%?