專利名稱：雙[三(羥甲基)]氨基甲烷的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種化合物的制備方法，尤其涉及一種雙[三(羥甲基)]氨基 甲烷的制備方法，屬于化合物制備技術領域。
背景技術：
生物樣品一般需要酸堿保持在某一范圍內(nèi)，而緩沖劑就起到這種作用，
因而生物緩沖劑的應用比較廣泛。其中雙[三(羥甲萄廣基甲烷(Bis-Tris) 是一種重要的生物緩沖劑，能提供比一般緩沖液pH6.15 8.15更低的中性 緩沖范圍即pH值為5.8 7.2，其既可以用于需要中性環(huán)境的生物大分子的 分離檢測。具體來說，用于電泳緩沖M"DNA、 RNA、蛋白質(zhì)等的分離分 析；同時，也可以用于內(nèi)毒素含量，食品成分含量等的檢測等。其中性的 緩沖范圍有利于電泳凝膠的穩(wěn)定，長時間不分解，還有利于蛋白質(zhì)等大分 子的穩(wěn)定。
雙[三(羥甲萄]氨基甲烷的傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝是用危險品環(huán)氧乙艦三羥甲 基氨基甲烷進行羥基化反應得到。由于原料環(huán)氧乙烷是危險品，其易爆易 燃，在空氣中濃度超過3%可引起燃燒爆炸，而且對人的中樞神經(jīng)有抑制作 用，會巨引起急性及慢性中毒，所以操作過程中須特別小心，工藝有許多不 便，而且其產(chǎn)量也不高。因此，目前需要一種安全有效，且產(chǎn)量適當?shù)暮?成工藝來制取雙[三(羥甲基)]氨基甲垸。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了解決現(xiàn)有技術中存在的上述問題，提供一種雙 [三(羥甲萄]氨基甲垸的制備方法。
4本發(fā)明的目的通過以下技術方案來實現(xiàn)-
觀三(羥甲基)]氨基甲烷的審IJ備方法，其中采用陰離子樹脂為催化劑，
碳酸乙烯酯和三羥甲基氨基甲垸為起始原料，在60 10(TC的溫度下，進行 時間為20 48小時的反應，反應式如下
<formula>formula see original document page 5</formula>
包括以下步驟
步驟①在反應容器中加入水、三羥甲基氨基甲烷，加熱攪拌； 步驟②升溫后加入陰離子樹脂，并滴加熔融的碳酸乙烯酯； 步驟③待反應停止后，將反應液過濾，除去陰離子樹脂，用純水清
洗；
步驟④采用NaOH溶液對濾液進行pH值調(diào)整，使其為8 10，然后 迸行減壓、脫水，得到油狀物；
步驟⑤用乙醇溶解，冷卻析出晶體，過濾得粗產(chǎn)品； 步驟⑥對粗產(chǎn)品用乙醇重結(jié)晶，干燥得到產(chǎn)物。
上述的雙[三(羥甲基)]氨基甲垸的制備方法，其中所述的反應溫度為 8(TC，反應時間為20小時。
進一步地，上述的雙[三(羥甲基)]氨基甲烷的制備方法，其中所述陰 離子樹月旨的用量是，每lmol三羥甲基氨基甲烷加入50g陰離子樹脂。
再進一步地，上述的雙[三(羥甲基)]氨基甲烷的制備方法，其中所述 步驟④中濾液減壓后的絕對壓力為0.05 0.1 MPa，在78 10(TC的溫度下
進行脫水。
本發(fā)明技術方案的突出的實質(zhì)性特點和顯著的進步主要體現(xiàn)在通過上述描述可以看出，采用本發(fā)明后，其原料碳酸乙烯酯比較穩(wěn)定，室溫下 為固體，可以加熱融化后滴加入反應液中。同時，整個制備過程操作方便、
毒性低、對環(huán)境友好。并且在陰離子催化劑的作用下，碳酸乙烯酯與三羥
甲基氨基甲烷在溫和條件下反應，產(chǎn)量較高，工藝也比較簡單。因此，為 本領域的技術進步拓展了空間，實施效果好。


本發(fā)明的目的、優(yōu)點和特點，將通過下面優(yōu)選實施例的非限制性說明 進行圖示和解釋。這些實施例僅是應用本發(fā)明技術方案的典型范例，凡采 取等同替換或者等效變換而形成的技術方案，均落在本發(fā)明要求保護的范 圍之內(nèi)。這些附圖當中，
圖1是本發(fā)明測試樣品，所得紅外光譜圖2是Bis-Tris標準紅外圖譜。
具體實施例方式
〖雙[三(羥甲基)]氨基甲烷，英文名bis (2-hydroxyethyl)
一 、H
aminoTris(hydroxymethyl) methane,簡稱bis-fris; 結(jié)構式 0H ， 分子式CgH19N05，分子量209.24，熔點103 104。C， pH: 8.8 9.3，
外觀呈白色結(jié)晶，可溶于水、乙醇、正丁醇、丙酮水溶液等；25卩時pKa
值為6.5，且隨溫度的變化很大；其緩沖液常用于生物大分子的分析。
本發(fā)明雙[三(羥甲基)]氨基甲垸制備方法的反應式為，<formula>formula see original document page 6</formula>采用基礎化工原料碳酸乙烯酯代替?zhèn)鹘y(tǒng)工藝中的危險品環(huán)氧乙烷，并用陰離子樹脂作為催化劑，在溫和條件下與三羥甲基氨基甲垸反應合成得到雙[三(羥甲基)]氨基甲垸。
<formula>formula see original document page 7</formula>
碳酸乙烯酯分子式C3H403，結(jié)構式°d，相對分子量88.1，常溫下為無色無味的針狀或片狀晶體，熔點36.4°C，溶于水、乙醇等。碳酸乙
烯酯比較穩(wěn)定，堿能加速其7jC解，作為羥乙基化試劑與胺反應。碳酸乙烯
酯室溫下為固體，加熱融化后滴加入反應液中，操作方便。
三羥甲基氨基甲烷英文名Tris(Hydroxymethyl)aminomethane，簡稱Tris;
<formula>formula see original document page 7</formula>
結(jié)構式hZ ，分子式:NH2C(CH20H)3，分子量121.14，強堿性pH(0.1mol/L，25。C) 10.0 10.8，熔點168 172°C。
具體制備時采用陰離子樹脂為催化劑，碳酸乙烯酯和三羥甲基氨基
甲烷為起始原料，在60 10(TC的溫度下，進行時間為20 48小時的反應，反應式如下
<formula>formula see original document page 7</formula>
具體來說包括以下步驟
步驟①將四頸瓶作為反應容器，在其中加入水、三羥甲基氨基甲垸，加熱攪拌；
步驟②升溫后加入陰離子樹脂，并滴加熔融的碳酸乙烯酯；步驟③待反應停止后，將反應液過濾，除去陰離子樹脂，用純水清
洗；步驟④采用NaOH溶、W濾液進行pH值調(diào)整，然后進行減壓、脫水，得到油狀物；具體來說，濾液的pH值為8 10，減壓后的壓力為0.05 O.lMPa，在78 10(TC的溫度下進行脫水。
步驟 :用乙醇溶解，冷卻析出晶體，過濾得粗產(chǎn)品；步驟⑥對粗產(chǎn)品用乙醇重結(jié)晶，干燥得到產(chǎn)物。
并且，就本發(fā)明一較佳的實施例來看，所述的反應溫度為8(TC，反應時間為20小時。同時，每lmd三羥甲基氨基甲烷所對應的陰離子催化劑的量為50g。
K實施例一3
雙[三(羥甲基)]氨基甲烷的制備方法首先，在1000 ml四頸瓶中加入100 ml水、120g三羥甲基氨基甲烷，加熱攪拌。隨后，當溫升到8(TC時，加入25g陰離子樹脂，并開始滴加200g熔融的碳酸乙烯酯。具體來說，該200g熔融的碳酸乙烯酯通過在三小時內(nèi)滴加完。同時，保持溫度8(TC反應20小時。
當停止反應后，將反應液過濾除去陰離子樹脂，用50ml純7K清洗。隨后，采用30%的NaOH溶液將濾液調(diào)至pH9.5左右，然后減壓至0.08MPa(絕壓，下同！)，在78T:-10(TC的驢下進行脫水，得油狀物。
接著用200 ml乙醇溶解，冷卻析出晶體，過濾得粗產(chǎn)品。最后，粗產(chǎn)品用乙醇重結(jié)晶，干燥得到88g白色晶體。本實施例的產(chǎn)率42.4%?！紝嵤├?br> 雙[三(羥甲蜀嵐基甲垸的制備方法:首先在1000 ml四頸瓶中加入100ml水、120g三羥甲基氨基甲烷。隨后加熱攪拌，當溫度升到8(TC時，加入陰離子樹脂50g，并在三小時內(nèi)滴加200g熔融的碳酸乙烯酯，接著保持溫度在8(TC，反應20小時。緊接著，在停止反應后，將反應液過濾除去陰離子樹脂，并用50ml純水清洗。在此期間，采用3(m的NaOH溶液將濾液調(diào)至pH9.5左右，然后減壓至0.08MPa，在78-C 100'C的溫度下進行脫水，得油狀物。
隨后，用200ml乙醇溶解，冷卻析出晶體，過濾得粗產(chǎn)品。最終，將粗產(chǎn)品用乙醇重結(jié)晶，干燥得到108 g白色晶體。本實施例中的產(chǎn)率為52.1%。
〖實施例三2
雙[三(羥甲基)]氨基甲烷的制備方法首先在1000 ml四頸瓶中加入100ml水、120g三羥甲基氨基甲垸，加熱攪拌至8(TC時，加入100g陰離子樹脂，并在三小時內(nèi)滴加完200g熔融的碳酸乙烯酯。接著，保持80。C的溫度反應20小時。
將反應液過濾除去陰離子樹脂，并用50ml純水清洗。在此期間，采用30%的NaOH溶液將濾液調(diào)至pH9.5左右，然后減壓至0.08MPa,在78°C 100。C的M^下進行脫水，得油狀物。接著用200ml乙醇溶解，冷卻析出晶體，過濾得粗產(chǎn)品。最終，將粗產(chǎn)品用乙醇重結(jié)晶，干燥得到50g白色晶體。本實施例中的產(chǎn)率為24.1%。
〖實施例四〗
雙[三(羥甲基)]氨基甲烷的制備方法首先，在1000 ml四頸瓶中加入100 ml水、120g三羥甲基氨基甲垸。隨后將其溫度升到8(TC加熱攪拌。
加入陰離子樹脂250 g，并開始滴加200 g熔融的碳酸乙烯酯，三小時內(nèi)滴加完。接著保持驢在8(TC，反應20小時。
停止反應后，將反應液過濾除去陰離子樹脂，并用50ml純水清洗。在此期間，采用30%的NaOH溶液將濾液調(diào)至pH9.5左右，然后減壓至0.08MPa，在78'C 10(TC的^ug下進行脫水，得油狀物。
隨后，用200ml乙醇溶解，冷卻析出晶體，過濾得粗產(chǎn)品。最后對粗產(chǎn)品用乙醇重結(jié)晶，干燥得到56g白色晶體。本實施例中的產(chǎn)率為27%。
〖實施例五〗
雙[三(羥甲基)]氨基甲烷的制備方法首先，在1000 ml四頸瓶中加入100 ml水、120g三羥甲基氨基甲垸。隨后將其溫度升到8(TC加熱攪拌。
接著，加入陰離子樹脂500g，并在三小時內(nèi)滴加200g熔融的碳酸乙烯酯。隨后保持80。C的溫度反應20小時。
將反應液過濾除去陰離子樹脂，并用50ml純水清洗。在此期間，采用30%的NaOH溶液將濾液調(diào)至pH 9.5左右，然后減壓至0.08MPa，在78°C IO(TC的纟顯度下進行脫水，得油狀物。
隨后，用200ml乙醇溶解，冷卻析出晶體，過濾得粗產(chǎn)品。最后對粗產(chǎn)品用乙醇重結(jié)晶，干燥得到63g白色晶體。本實施例中的產(chǎn)率為30.4%。
〖實施例六〗
雙[三(羥甲基)]氨基甲垸的制備方法首先，在1000 ml四頸瓶中加入100ml水、120g三羥甲基氨基甲烷。緊接著，將溫度升到6(TC，加入陰離子樹脂50 g。隨后在三小時內(nèi)滴加200 g熔融的碳酸乙烯酯，保持內(nèi)溫60°C反應20小時。
將反應液過濾除去陰離子樹脂，并用50ml純水清洗。在此期間，采用30°/。的NaOH溶液將濾液調(diào)至pH 9.5左右，然后減壓至0.08MPa，在78°C IO(TC的溫度下進行脫水，得油狀物。
隨后，用200ml乙醇溶解，冷卻析出晶體，過濾得粗產(chǎn)品。最后對粗產(chǎn)品用乙醇重結(jié)晶，干燥得到44g白色晶體。本實施例中的產(chǎn)率為21.2%。
10〖實施例七2
觀三(羥甲基)]氨基甲烷的制備方法首先，在1000 ml四頸瓶中加入100 ml水、120g三羥甲基氨基甲垸。緊接著，將鵬升到8(TC，加入陰離子樹脂50 g。隨后在三小時內(nèi)滴加200g熔融的碳酸乙烯酯，保持內(nèi)溫80°C反應20小時。
將反應液過濾除去陰離子樹脂，并用50ml純水清洗。在此期間，采用30%的NaOH溶液將濾液調(diào)至pH 9.5左右，然后減壓至0.08MPa，在78°C IOO'C的，下進行脫水，得油狀物。
隨后，用200ml乙醇溶解，冷卻析出晶體，過濾得粗產(chǎn)品。最后對粗產(chǎn)品用乙醇重結(jié)晶，干燥得到101g白色晶體。本實施例中的產(chǎn)率為:48.8%。
〖實施例八2
雙[三(羥甲萄]氨基甲垸的帝恪方法首先，在1000 ml四頸瓶中加入100 ml水、120g三羥甲基氨基甲烷。緊接著，將鵬升到10(TC，加入陰離子樹脂50 g。隨后在三小時內(nèi)滴加200 g熔融的碳酸乙烯酯，保持內(nèi)溫10(TC反應20小時。
將反應液過濾除去陰離子樹脂，并用50ml純水清洗。在此期間，采用30%的NaOH溶液將濾液調(diào)至pH9.5左右，然后MiE至0.08MPa，在78°C IO(TC的纟鵬下進行脫水，得油狀物。
隨后，用200ml乙醇溶解，冷卻析出晶體，過濾得粗產(chǎn)品。最后對粗產(chǎn)品用乙醇重結(jié)晶，干燥得到47g白色晶體。本實施例中的產(chǎn)率為22.6%。
〖實施例九〗
雙[三(羥甲基)]氨基甲垸的帝U備方法首先，在1000 ml四頸瓶中加入100 ml水、120g三羥甲基氨基甲垸。緊接著，將溫度升到80。C，加入陰離
ii內(nèi)溫80°C反應20小時。
將反應液過濾除去陰離子樹脂，并用50ml純水清纟先。在此期間，采用30%的NaOH溶液將濾液調(diào)至pH9.5左右，然后減壓至0.08MPa，在78°C IO(TC的溫度下進行脫水，得油狀物。
隨后，用200ml乙醇溶解，冷卻析出晶體，過濾得粗產(chǎn)品。最后對粗產(chǎn)品用乙醇重結(jié)晶，干燥得到92.5g白色晶體。本實施例中的產(chǎn)率為:447%。
〖實施例十〗
觀三(羥甲基)]氨基甲烷的制備方法首先，在1000 ml四頸瓶中加入100 ml水、120g三羥甲基氨基甲垸。緊接著，將溫度升到8(TC，加入陰離子樹脂50g。隨后在三小時內(nèi)滴加200g熔融的碳酸乙烯酯，保持內(nèi)溫80°C反應48小時。
將反應液過濾除去陰離子樹脂，并用50ml純7jC清洗。在此期間，采用30%的NaOH溶液將濾液調(diào)至pH 9.5左右，然后減壓至0.08MPa，在78°C IO(TC的溫度下進行脫水，得油狀物。
隨后，用200ml乙醇溶解，冷卻析出晶體，過濾得粗產(chǎn)品。最后對粗產(chǎn)品用乙醇重結(jié)晶，干燥得到88g白色晶體。本實施例中的產(chǎn)率為42.4%。
紙色粉析和紅外檢測分析
選擇反應所得產(chǎn)物少許作為測試樣品；展開劑飽和正丁醇95%乙醇溶液(1: 1);顯色劑:0.02%溴甲酚綠處理后，在乙酸蒸汽中顯色。結(jié)論:淡藍色層析濾紙條上有白色斑點，Rf值0.66。
紅外光譜是最簡便最快速的結(jié)構表征方法，它能提供大量基團的信息，主要提供定性結(jié)果。選擇反應所得產(chǎn)物少許作為測試樣品，所得紅外光譜圖如圖1所示。
進一步來看，根據(jù)Bis-Tris的結(jié)構式，其主要官能團有"OH、 -CH2-、-CN-， Bis-Tris的紅外圖譜圖包含這些結(jié)果的特征峰。如圖1所示3411.24cm-1、 3264.60 cm.1兩強而寬的吸收峰是-OH的締合吸收峰；2932.74 cm—、 2886.43 cm"兩尖峰，根據(jù)結(jié)構應是C-H伸縮振動；1474.09cm"、 1427.78 cm"兩中強峰，根據(jù)結(jié)果應該是亞甲基-CH2-彎曲振動；1142.23 cm"、 1049.61 cm"兩強吸收峰應是-C-O-伸縮振動；1281.14 cm-1強吸收峰，據(jù)結(jié)構應是C-N伸縮振動。與圖2的Bis-Tris標準圖譜相比，主峰峰形、峰寬、吸收強度相似。
通過上述描述可以看出，采用本發(fā)明后，其原料碳酸乙烯酯比較穩(wěn)定，室溫下為固體，可以加熱融化后滴加入反應液中。同時，整個制備過程操作方便、毒性低、對環(huán)境友好。并且在陰離子催化劑的作用下，碳酸乙烯酯與三羥甲基氨基甲垸在溫和條件下反應，產(chǎn)量較高，工藝也比較簡單。由此可見，本發(fā)明具有實質(zhì)性技術特點和顯著的技術進步，其應用前景非常廣闊。
1權利要求
1、雙[三(羥甲基)]氨基甲烷的制備方法，其特征在于采用陰離子樹脂為催化劑，碳酸乙烯酯和三羥甲基氨基甲烷為起始原料，在60～100℃的溫度下，進行時間為20～48小時的反應，反應式如下包括以下步驟步驟①在反應容器中加入水、三羥甲基氨基甲烷，加熱攪拌；步驟②升溫后加入陰離子樹脂，并滴加熔融的碳酸乙烯酯；步驟③待反應停止后，將反應液過濾，除去陰離子樹脂，用純水清洗；步驟④采用NaOH溶液對濾液進行pH值調(diào)整，使其為8～10，然后進行減壓、脫水，得到油狀物；步驟⑤用乙醇溶解，冷卻析出晶體，過濾得粗產(chǎn)品；步驟⑥對粗產(chǎn)品用乙醇重結(jié)晶，干燥得到產(chǎn)物。
2、 根據(jù)權利要求1所述的雙[三(羥甲基)]氨基甲垸的制備方法，其 特征在于所述的反應溫度為80'C，反應時間為20小時。
3、 根據(jù)權利要求1所述的雙[三(羥甲基)]氨基甲烷的制備方法，其 特征在于所述陰離子樹脂的用量是，每lmol三羥甲基氨基甲垸加入50g陰離子樹脂。
4、根據(jù)權利要求1所述的雙[三(羥甲基)]氨基甲烷的制備方法，其特征在于所述步驟④中濾液減壓后的絕對壓力為0.05 0.1 MPa，在78 100'C的溫度下進行脫水。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種雙[三(羥甲基)]氨基甲烷的制備方法，特點是采用陰離子樹脂為催化劑，碳酸乙烯酯和三羥甲基氨基甲烷為起始原料，在60～100℃的溫度下，進行時間為20～48小時的反應，包括以下步驟首先，在反應容器中加入水、三羥甲基氨基甲烷，加熱攪拌；當升溫后加入陰離子樹脂，并滴加熔融的碳酸乙烯酯；待反應停止后，將反應液過濾，除去陰離子樹脂，用純水清洗；隨后采用NaOH溶液對濾液進行pH值調(diào)整，然后進行減壓、脫水，得到油狀物；接著用乙醇溶解，冷卻析出晶體，過濾得粗產(chǎn)品；最后對粗產(chǎn)品用乙醇重結(jié)晶，干燥得到產(chǎn)物。整個制備過程操作方便、毒性低、對環(huán)境友好，且產(chǎn)量較高。
文檔編號C07C215/00GK101659621SQ200810124619
公開日2010年3月3日 申請日期2008年8月27日 優(yōu)先權日2008年8月27日
發(fā)明者袁永坤 申請人:蘇州工業(yè)園區(qū)亞科化學試劑有限公司