Page 224 - 精细化工2019年第8期
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·1712·                            精细化工   FINE CHEMICALS                                  第 36 卷

                 通过特征离子积分代替总离子流图积分。以                           例 V(甲苯)∶V(DCM)=3∶2，在该溶剂配比下，反应
            NH 2 -PEG 1500 -N 3 液相峰为例，提取对应峰的质谱图                液质谱总离子流图见图 3a。由图 3c、d 可以看出，
            （图 2c），可明显观察到具有不同聚合度的聚乙二                           该条件下 NH 2 -PEG 1500 -N 3 和 N 3 -PEG 1500 -N 3 两组分中
            醇分布。其中，相对分子质量 650~950 分布为带电                        质量分布强度较高的峰（778.98 和 888.54）的峰面
            量为 2 的准分子离子峰。选定质量分布中强度较高                           积，通过峰面积比例可知转化率达到了 97%，由图
            的峰（778.98）作为代表性质荷比，提取该分子量                          3b 可以看出，该条件下无 NH 2 -PEG 1500 -NH 2 ，几乎
            下的色谱图（图 2f）。峰型显著改善便于积分且无干                          100%地生成单端氨基聚乙二醇。
            扰，以此峰面积代表 NH 2 -PEG 1500 -N 3 的含量。同理，
            图 2b 为 NH 2 -PEG 1500 -NH 2 的对应峰质谱图，选择质
            荷比为 757.47 的峰面积代表 NH 2 -PEG 1500 -NH 2 的含
            量（图 2e），图 2d 为 N 3 -PEG 1500 -N 3 的对应峰质谱图，
            质荷比为 888.54 的峰面积代表 N 3 -PEG 1500 -N 3 的含
            量（图 2g）。
            2.2    反应条件考察
                 在液质联用方法建立的基础上，针对反应路线
            中氨基叠氮聚乙二醇的合成，考察了有机相的组成、
            水相中盐酸的浓度、反应温度和反应时间等因素对
            合成 NH 2 -PEG 1500 -N 3 的影响。

            2.2.1    反应溶剂种类对反应的影响                              a—总离子流图；b—质荷比为 757.47 峰面积；c—质荷比为 778.99
                 聚乙二醇是一类在水相及有机相中均有一定溶                          峰面积；d—质荷比为 888.54 峰面积

            解度的物质，但在不同的有机溶剂中，会有一定溶                                           图 3    反应液的质谱图
            解度差异。具有适当溶解度的有机溶剂将有助于反                                    Fig. 3    Mass spectra of reaction mixture
            应选择性及转化率的提高。最初考察了 4 种与水不
                                                               2.2.2    盐酸浓度对反应的影响
            互溶的有机溶剂（二氯甲烷、甲苯、乙酸乙酯、正
                                                                   最初分析认为,水相盐酸浓度也会影响聚乙二
            己烷），在水相酸浓度为 2 mol/L 的条件下对叠氮基
            还原的选择性。实验观察到，反应转化率与聚乙二                             醇类物质在两相中的分布，即醚键的质子化，可能
            醇类物质在有机相中溶解度有一定的相关性，见表 2。                          会增强其水相溶解度。而较低的酸浓度，又不足以
                                                               转移单氨基产物至水相。所以，设计筛选了 4 种盐
                    表 2    溶剂种类及体积比对反应的影响                      酸浓度，发现其对反应的选择性以及转化率的影响
                 Table 2    Effect of solvent types on the reaction   较小，见表 3。由此可知，聚乙二醇在水中溶解性
                                      溶剂                       与水相酸性强弱的相关性不大，聚乙二醇主链的水

                     DCM  甲苯  EtOAc  正己烷 A      B   C   D      化才是其水溶性的关键。因此，选择较佳盐酸反应
             选择性/%    49   100   53   100   100  100   85  53
                                                               浓度为 2.0 mol/L。
             转化率/%  100    65   73    39    77   97  100  100
                 注：V(甲苯)∶V(DCM)：A—7∶3、B—3∶2、C—2∶3、                        表 3    盐酸浓度对反应的影响
            D—1∶9。                                               Table 3    Effect of HCl concentration on the reaction
                                                                                       c(HCl)/(mol/L)
                 溶解能力较强的二氯甲烷表现出极高的转化                                           0.1     0.5     1.0      2.0
            率，而以聚乙二醇溶解能力较差的正己烷为有机相                                选择性/%       100      100     100     100
            时，尽管具有极高的选择性，但转化率最低。该现                                转化率/%        95       94      95      97
            象证实了还原反应只在有机相发生。以二氯甲烷为
            溶剂，单端产物的还原选择性差，说明尽管分子中                             2.2.3    反应温度对反应的影响
            的氨基具有很强的成盐能力，但成盐后的聚乙二醇                                 以体积比为 3∶2 的甲苯和二氯甲烷作混合溶
            分子仍然在二氯甲烷中具有较高的溶解性。                                剂，在中间体Ⅱ与三苯基膦的物质的量比为 1.0∶
                 本文考察了混合溶剂体积比对反应的影响，选                          1.1、盐酸浓度为 2.0 mol/L、有机相与水相比例为 1∶
            择了聚乙二醇的良溶剂二氯甲烷及不良溶剂甲苯作                             1、反应时间为 12  h 的条件下，考察了反应温度对
            混合溶剂，通过 HRMS 评价甲苯-二氯甲烷不同体积                         反应的影响，结果见表 4。从表 4 可以看出，随着
            比的选择性及转化率。由表 2 可知，最优化两者比                           温度不断升高，反应转化率先升高后降低，在 35  ℃
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