本发明专利技术公开了一种丙烯酰-N-异丙基甘氨酰胺单体及其制备方法。具体地说，是以N-(叔丁氧基羰基)甘氨酸甲酯和异丙胺、丙烯酰氯为原料，在一定的条件下反应生成丙烯酰-N-异丙基甘氨酰胺。丙烯酰-N-异丙基甘氨酰胺带有双键，可进行自由基聚合。同时，丙烯酰-N-异丙基甘氨酰胺带有疏水性的异丙基和两个亲水性的酰胺基团，后者可以提供双氢键结构。异丙基可赋予聚合物分子类似于聚(N-异丙基丙烯酰胺)的温度特性，双氢键结构使得聚合物分子间和分子内具有多重氢键作用。因此，该单体可以聚合形成聚合物，从而获得具有特殊温敏性的聚合物材料，在生物工程领域有着潜在的应用价值。工程领域有着潜在的应用价值。工程领域有着潜在的应用价值。
【技术实现步骤摘要】
丙烯酰-N-异丙基甘氨酰胺单体及其制备方法
[0001]本专利技术涉及一种丙烯酰-N-异丙基甘氨酰胺单体及其制备方法，具体地说，是利用N-(叔丁氧基羰基)甘氨酸甲酯和异丙胺、丙烯酰氯的反应，在一定的条件下反应生成丙烯酰-N-异丙基甘氨酰胺。
技术介绍
[0002]聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAAm)是一种新型的智能高分子材料，因其分子链上同时连有亲水性的酰胺基团和疏水性的异丙基，聚(N-异丙基丙烯酰胺)显示出随温度变化而发生溶解(沉淀)、溶胀(收缩)等变化的温度敏感特性。聚(N-异丙基丙烯酰胺)水凝胶具有一个低临界相转变温度(LCST)，大约在32℃左右。当温度高于LCST时，聚(N-异丙基丙烯酰胺)水凝胶高度溶胀；当温度低于LCST时，水凝胶会剧烈收缩。聚(N-异丙基丙烯酰胺)还具有很好的生物相容性，无组织毒性，常用于药物释放、组织工程等生物医学领域。
[0003]N-丙烯酰甘氨酰胺(NAGA)是含有两个酰胺基团的单体，通过水溶液中的自由基聚合反应，可制备得到一种高强度水凝胶，其交联作用来源于聚合物分子内和分子间的多重氢键作用。研究表明，聚(N-丙烯酰甘氨酰胺)水凝胶具有高临界相转变温度(UCST)，具有热塑性。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种丙烯酰-N-异丙基甘氨酰胺化合物及其制备方法。
[0005]本专利技术的技术目的通过下述技术方案予以实现。
[0006]本专利技术的一种丙烯酰-N-异丙基甘氨酰胺单体及其制备方法，按照下述步骤进行：
[0007](1)将N-(叔丁氧基羰基)甘氨酸甲酯、异丙胺和三乙胺混合，在室温下搅拌以使N-(叔丁氧基羰基)甘氨酸甲酯与异丙胺进行反应，其中，N-(叔丁氧基羰基)甘氨酸甲酯、异丙胺与三乙胺的摩尔比为1:3.8:1；
[0008](2)将步骤(1)的反应产物加入到二氯甲烷中，再加入三氟乙酸(TFA)，在冰浴条件下搅拌以使步骤(1)的反应产物与三氟乙酸(TFA)进行反应，其中，步骤(1)的反应产物与三氟乙酸的质量比为1：(15-16)，二氯甲烷与三氟乙酸的体积比为1:1；
[0009](3)将步骤(2)的反应产物加入到水中，再加入碳酸钾溶液和乙醚，在冰浴条件下向所述混合溶液中加入丙烯酰氯的乙醚溶液，继续在冰浴中搅拌以使步骤(2)的反应产物与丙烯酰氯进行反应，生成丙烯酰-N-异丙基甘氨酰胺，其中，步骤(2)的反应产物、溶剂水、碳酸钾和丙烯酰氯的质量比为4:3.6:6：(3.5-4)。
[0010]步骤(1)中，在25-30℃室温下搅拌3-5天进行反应；反应结束后，在真空条件下浓缩反应液，然后在正己烷中沉淀，过滤后将固体干燥，得到白色晶体。
[0011]步骤(2)中，在0-5℃冰浴条件下搅拌2-4h进行反应；反应结束后，旋蒸浓缩反应液，然后加入氢氧化钠溶液调节溶液pH至10-12，用乙酸乙酯萃取后向萃取液中加入干燥剂
进行干燥，抽滤，旋蒸浓缩，得到淡黄色油状液体。
[0012]步骤(2)中，加入氢氧化钠溶液调节溶液pH至12，向萃取液中加入干燥剂进行干燥的时间不少于30min，所述干燥剂为无水硫酸钠或无水硫酸镁。
[0013]步骤(3)中，所述混合溶液中溶剂水、碳酸钾溶液和乙醚体积比为3.6:24:22，所述丙烯酰氯溶液中丙烯酰氯和乙醚的体积比为3.3:14。
[0014]步骤(3)中，所述反应体系在0-5℃冰浴条件下搅拌3-5h进行反应；反应结束后，对反应液进行抽滤，并用乙醚清洗，将固体干燥，得到白色固体产物。
[0015]本专利技术的相关化学反应按照下述化学反应式进行。
[0016]Step 1
[0017]Step 2
[0018]Step 3
[0019]本专利技术的有益效果是：本专利技术的一种丙烯酰-N-异丙基甘氨酰胺单体及其制备方法，以N-(叔丁氧基羰基)甘氨酸甲酯和异丙胺、丙烯酰氯为原料，在一定的条件下反应生成丙烯酰-N-异丙基甘氨酰胺，新生成的丙烯酰-N-异丙基甘氨酰胺带有双键，使其可进行自由基聚合；同时，新生成的丙烯酰-N-异丙基甘氨酰胺带有疏水性的异丙基和两个亲水性的酰胺基团，后者可以提供双氢键结构，异丙基可赋予聚合物分子类似于聚(N-异丙基丙烯酰胺)的温度特性，双氢键结构使得聚合物分子间和分子内具有多重氢键作用。本专利技术制得的丙烯酰-N-异丙基甘氨酰胺相当于在N-丙烯酰甘氨酰胺(NAGA)末端的氮原子上进行异丙基取代，从而可使丙烯酰-N-异丙基甘氨酰胺的聚合物既具有高临界相转变温度(UCST)，还具有低临界相转变温度(LCST)，具有特殊的温度敏感性；还可在分子内和分子间形成多重氢键作用，从而提高凝胶的强度。
附图说明
[0020]图1是本专利技术的丙烯酰-N-异丙基甘氨酰胺的1H-NMR图谱。
具体实施方式
[0021]下面是对本专利技术的进一步说明，而不是限制本专利技术的范围。
[0022]实施例1
[0023]步骤1，准备实验所需使用的器具，清洗反应所用的圆底烧瓶、烧杯以及磁子置于烘箱中烘干。用同样的方法清洗100ml的量筒和小玻璃瓶并烘干。用移液枪移取9ml N-(叔丁氧基羰基)甘氨酸甲酯，16ml异丙胺，7ml三乙胺置于圆底烧瓶中，放入磁子，室温下搅拌3-5天。
[0024]步骤2，反应结束后，将反应液浓缩，分次倒入500ml正己烷中沉淀，过滤得到白色固体，并用正己烷清洗，真空干燥。
[0025]步骤3，利用托盘天平称取4.3g得到的白色固体，加入干燥的圆底烧瓶中。向烧瓶中加入40ml二氯甲烷，搅拌至固体完全溶解。提前准备好碎冰块放入铝盆中，加入适量水，用作冰水浴反应。用量筒量取40ml TFA，加入上述体系，0℃下搅拌2.5h。
[0026]步骤4，反应结束后，将反应液倒入旋蒸瓶，真空条件下浓缩反应液，得到黏度较大的液体。将该液体倒入烧杯中，逐滴加入2M NaOH溶液，调节反应液的pH至12。用乙酸乙酯萃取三次，加入适量无水Na2SO4固体，以除去萃取液中的水分。抽滤除去硫酸钠固体，旋蒸除去溶剂，得到少量淡黄色油状液体。
[0027]步骤5，圆底烧瓶中加入4.0g上述淡黄色油状液体和3.6ml水。烧杯中加入6g K2CO3固体和24ml水，搅拌均匀，制得K2CO3溶液，将该溶液加入上述圆底烧瓶中。提前准备好碎冰块放入铝盆中，加入适量水，用作冰水浴反应。上述体系中再加入22ml乙醚，冰浴。取干燥的恒压漏斗，加入14ml乙醚、3.3ml丙烯酰氯，逐滴加入圆底烧瓶中。全部滴加完成后，冰浴搅拌，反应4h。
[0028]步骤6，反应结束后，将反应液进行抽滤，得到少量白色固体，用乙醚清洗，真空干燥，得到最终产物。
[0029]实施例2
[0030]步骤1，准备实验所需使用的器具，清洗反应所用的圆底烧瓶、烧杯以及磁子置于烘箱中烘干。用同样的方法清洗100ml的量筒和小玻璃瓶并烘干。用移液枪移取9ml N-(叔丁氧基羰基)甘氨酸甲酯，16ml本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种丙烯酰-N-异丙基甘氨酰胺单体，其特征在于：具有如下所示的分子结构2.一种丙烯酰-N-异丙基甘氨酰胺单体的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将N-(叔丁氧基羰基)甘氨酸甲酯、异丙胺和三乙胺混合，在室温下搅拌以使N-(叔丁氧基羰基)甘氨酸甲酯与异丙胺进行反应，其中，N-(叔丁氧基羰基)甘氨酸甲酯、异丙胺与三乙胺的摩尔比为1:3.8:1；(2)将步骤(1)的反应产物加入到二氯甲烷中，再加入三氟乙酸(TFA)，在冰浴条件下搅拌以使步骤(1)的反应产物与三氟乙酸(TFA)进行反应，其中，步骤(1)的反应产物与三氟乙酸的质量比为1：(15-16)，二氯甲烷与三氟乙酸的体积比为1:1；(3)将步骤(2)的反应产物加入到水中，再加入碳酸钾溶液和乙醚，在冰浴条件下向所述混合溶液中加入丙烯酰氯的乙醚溶液，继续在冰浴中搅拌以使步骤(2)的反应产物与丙烯酰氯进行反应，生成丙烯酰-N-异丙基甘氨酰胺，其中，步骤(2)的反应产物、溶剂水、碳酸钾和丙烯酰氯的质量比为4:3.6:6：(3.5-4)。3.根据权利要求2所述的丙烯酰-N-异丙基甘氨酰胺单体的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，在25-30℃室温下搅拌3-5天进行反应；反应...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘文广，张卓丹，杨建海，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：
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