親和分配基質(zhì)烴基二氯亞砜法活化工藝.doc

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1、二氯亞砜法活化親和分配基質(zhì)上烴基摘要：用二氯亞砜（SOCL2）為烴基氯化試劑，聚乙二醇（PEG）為對象，對親和配基合成中基質(zhì)上烴基活化的常規(guī)方法進行了改進：通過在反應(yīng)體系中引入三乙胺，使反應(yīng)成為熱力學(xué)上有利而大大提高了反應(yīng)效率，減少了二氯亞砜的用量，并簡化了工藝操作，考察了反應(yīng)溫度,反應(yīng)時間，二氯亞砜和三乙胺加入量等因素對活化效果的影響，得到了活化程度較高的介質(zhì)。關(guān)鍵詞：親和分配基；羥基；二氯亞砜；三乙胺；聚乙二醇；引言利用親和作用的高度特異性形成的各種親和純化技術(shù)已成為生化分離領(lǐng)域中強有力的工具之一，其中雙水相親和分配技術(shù)由于分離條件溫和、與生物質(zhì)兼容性好等優(yōu)勢備受關(guān)

2、注【1】，通過將親和配基共價結(jié)合到成相組分上，利用成相組分的單相富集起來實現(xiàn)親和分配，可以大大加強雙水相萃取過程的選擇性【2】。然而，由于羥基的活性太低，成相組分（如聚乙二醇、葡萄糖等雖含有大量羥基，直接與親和配基結(jié)合率仍比較低。通過把羥基活化成活性基團，可明顯提高配基的歐聯(lián)率，因此基質(zhì)的活化在親和配基的活化基質(zhì)過程中十分關(guān)鍵，基質(zhì)的活化方法直接影響到配基的歐聯(lián)量，然而有關(guān)基質(zhì)活化方法研究的文獻卻很少。二氯亞砜是一種常用的羥基氯化試劑，廣泛應(yīng)用于親和分配介質(zhì)制備中的基質(zhì)活化［３～６］，文獻報道的一般方法為：基質(zhì)與大大過量的二氯亞砜在65℃下反應(yīng)5～6ｈ，反應(yīng)體系要求完全

3、無水，并連續(xù)通入氮氣，反應(yīng)條件復(fù)雜，而且產(chǎn)物活化效率低［７］。本文選用雙水相親和分配技術(shù)中常用的成相聚合物———聚乙二醇（PEG）為模型對象，從反應(yīng)機理入手，考察添加三乙胺、改變反應(yīng)溫度和時間等條件對基質(zhì)活化效果的影響，對二氯亞砜活化法進行改進和優(yōu)化。羥基的二氯亞砜活化機理【8】是羥基的二氯亞砜活化反應(yīng)屬親和取代反應(yīng)歷程，羥基中的氧首先作為親核劑，進攻二氯亞砜中的親電子中心硫，形成四面體的中間過渡態(tài)，脫去氯和氫，分子內(nèi)發(fā)生重排，C—O和S—Cl鍵斷裂，形成R—Cl和新的S—O鍵。具體反應(yīng)歷程如下。!基質(zhì)通過活化反應(yīng)，將羥基轉(zhuǎn)換成了活性較高的基團．羥基（C—OH）鍵能平均

4、值為370kJ·mol－１，通過活化,得到的C—Cl鍵能平均值為317kJ·mol-1?；罨玫穆然疨EG可以直接作為活化產(chǎn)物使用，也可用氨水溶解，得到氨基PEG，成為活性更高的活化產(chǎn)物（C-N鍵能平均值為297kJ·ｍol）[9]。由此可見，二氯亞砜可以很好地作為羥基活化試劑使用，通過活化反應(yīng)可明顯提高基團的活性，有利于后續(xù)的偶聯(lián)反應(yīng)。1實驗部分1.1實驗原料及試劑（1）聚乙二醇（PEG）(浙江衢化集團生產(chǎn))，平均分子質(zhì)量2000。（2）二氯亞砜（SOCL2）(亭新化工廠產(chǎn)品)，分析純。（1）三乙胺（Et3N）(中國醫(yī)藥集團上海化學(xué)試劑公司)。（2）苯、石油醚等其他

5、試劑均為市購分析純。1.2設(shè)備及儀器（1）設(shè)備：燒杯5個；燒瓶2個；移液管1只；洗耳球1個；量筒1個；漏斗1個；加熱爐1臺；直管冷凝器2個。（2）儀器：抽濾機1臺；FTIR傅氏轉(zhuǎn)換紅外線光譜分析儀.1.3試驗方法將PEG置于圓底燒瓶中，在70℃水浴中熔化并抽真空，除去水分待用．從中稱取10ｇ（約2.5mol）PEG于錐形瓶中，用50ml無水苯溶解，加入三乙胺5-10ml（約5mol），邊攪拌邊緩慢滴加新蒸餾過的二氯亞砜（分批加入），繼續(xù)攪拌，室溫反應(yīng)5ｈ．反應(yīng)有大量白色黏稠沉淀生成，抽濾，濾液以無水乙醚沉淀，過濾干燥。重新用純苯溶解，無水乙醚沉淀，抽濾得沉淀物，干燥即得

6、活化產(chǎn)物，稱重。（氯代PEG．活化產(chǎn)物的氯含量采用將有機氯轉(zhuǎn)化成無機氯，再用AgNO3沉淀滴定法測定［１0］）。最后，測熔點。1.4表征1.4.1熱力學(xué)分析化學(xué)反應(yīng)中，可由自由能判據(jù)（）表征反應(yīng)的方向和限度．由鍵能計算各步反應(yīng)的熱效應(yīng)（），通過反應(yīng)前后分子的狀態(tài)及數(shù)量變化粗略估計體系的有序程度，即熵值的變化情況（），然后可根據(jù)方程估算由反應(yīng)機理可見，PEG與二氯亞砜反應(yīng)可分為兩步歷程．計算各步反應(yīng)的如下:反應(yīng)（１）反應(yīng)（1）的大于0，在熱力學(xué)上不利；而反應(yīng)（2）的小于0，熱力學(xué)上有利．因而二氯亞砜法活化反應(yīng)的關(guān)鍵步驟在于反應(yīng)（1）．為了提高反應(yīng)（1）的轉(zhuǎn)化率，常規(guī)的解

7、決方法有：①升高反應(yīng)溫度，加熱有利于吸熱反應(yīng)的進行，二氯亞砜的沸點在70℃左右，文獻報道的反應(yīng)溫度一般為65℃；②增加反應(yīng)物的用量，加入20倍過量的二氯亞砜；③降低產(chǎn)物的濃度，在反應(yīng)體系中連續(xù)通入氮氣，帶走反應(yīng)生成的氣體，使反應(yīng)平衡右移．然而，以上措施的效果普遍不佳，一般氯取代度僅能達到0.4～0.5ｍｏｌ·（ｍｏｌPEG）－1。本文對此進行了改進：反應(yīng)（1）為吸熱反應(yīng)，并生成HCl，如果在體系中加入一種反應(yīng)物，既能夠與ＨＣｌ反應(yīng)以降低體系中的HCl濃度，又能放出大量的反應(yīng)熱，將會改進反應(yīng)過程，促進反應(yīng)（1）平衡右移．因此，在反應(yīng)體系中引